A esperança é que algum dia, um pedaço de matéria escura chamada partícula massiva de interação fraca (abreviadamente WIMP) colida com um átomo de xenônio, criando uma explosão de luz e carga elétrica. Depois de decorrer durante anos, estas experiências começaram recentemente a observar sinais pouco frequentes de uma partícula que desliza etereamente através da matéria comum até colidir com os detectores. Infelizmente, o novo sinal não é produzido pela matéria escura. Em vez disso, os detectores estão detectando algo igualmente insubstancial, mas muito mais mundano: neutrinos, as partículas subatômicas leves que o Sol e outras estrelas produzem em grandes quantidades.
O fracasso dos físicos em encontrar matéria escura onde pensavam que estava levou a uma cornucópia de propostas para novas formas de pesquisa: sensores quânticos, detectores baseados em hélio líquido, pesquisas na atmosfera de Júpiter e muito mais.
Os físicos sabem há décadas que esse fundo de neutrinos existia; eles esperavam apenas descobrir primeiro a matéria escura do WIMP. Agora a chance parece mínima. Alguns dos detectores WIMP atuais são simplesmente tão grandes e sensíveis que estão entrando na chamada “névoa de neutrinos”, na qual as partículas comuns provavelmente abafarão qualquer sinal do alvo principal. Não há como proteger esses detectores dos neutrinos, que passam facilmente pela própria Terra. Isso significa que a próxima experiência a utilizar esta abordagem de longa data para procurar matéria escura WIMP pode ser a última.
Atingir a névoa de neutrinos não significa, entretanto, o fim da busca por matéria escura. Os pesquisadores só precisam mudar o foco de sua caça. “Não vimos matéria escura WIMP”, diz Kathryn Zurek, física teórica de partículas do Instituto de Tecnologia da Califórnia. Nem, diz ela, os cientistas encontraram novas partículas no Grande Colisor de Hádrons (LHC), a poderosa instalação de destruição de prótons que fica na fronteira entre a França e a Suíça. “E assim as pessoas ampliam naturalmente seu escopo”, diz Zurek. Enquanto isso acontece, há muito mais candidatos esperando nos bastidores
Em outras palavras, a caçada está se transformando de uma investigação estreita em uma espécie de vale-tudo. É uma grande mudança. Hoje, os físicos de partículas têm menos certeza sobre a identidade da matéria escura do que quando começaram a procurá-la. Eles admitirão abertamente que não podem presumir o básico – por exemplo, se a matéria que compõe a matéria escura é mais pesada que a Terra ou mais leve que uma onda de rádio, ou se a matéria escura é um tipo de partícula ou uma dúzia.
A incerteza pode ser frustrante e até humilhante. “O alcance potencial onde os candidatos poderiam estar é tão enorme que as probabilidades de qualquer pequena experiência encontrá-lo são muito, muito pequenas”, diz Hugh Lippincott, experimentalista de matéria escura na Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara.
Mas o fracasso dos físicos em encontrar a matéria escura onde pensavam que ela estava também levou a uma infinidade de propostas para novas formas de pesquisa: sensores quânticos, detectores baseados em hélio líquido, pesquisas na atmosfera de Júpiter e muito mais. “Agora há muito entusiasmo. E, finalmente, há tecnologia aí”, diz Gray Rybka, físico da Universidade de Washington que co-lidera uma experiência à procura de áxions, um candidato ultraleve à matéria escura.
Ainda assim, com tantos lugares para procurar, onde faz sentido para os físicos começar de novo?
Ignorância astronômica
Para começar: o nascimento do universo. A matéria escura está conosco desde o início e há muito a aprender com esses primeiros eras. Os mapas da radiação cósmica de fundo em micro-ondas – a primeira luz dos primeiros anos do Universo – estão cheios de flutuações causadas pela aglomeração da matéria subjacente. Lendo esses resíduos cósmicos, os pesquisadores podem dizer que apenas 17% da matéria do universo é feita de partículas comuns, como prótons e nêutrons. Os 83% restantes são matéria escura, que tem pouca ou nenhuma interação com a luz ou com a matéria comum, a não ser através da gravidade.
