&bala; Física 18, S50
O experimento muone planejado poderia – além de estudar o momento magnético do Muon – pesquisar partículas de matéria escura.
O momento magnético do Muon é um tópico quente, pois teoria e experimento discordam sobre seu valor (ver Recurso de notícias: medições repetidas de partículas discordam da teoria – o que agora?). O projeto Muone (Muon on Electron Elastic Spattering) – um próximo experimento no CERN, na Suíça – se aproxima para chegar ao fundo dessa discrepância. Mas também pode abordar outro mistério: uma nova análise mostra que a colaboração muone poderia potencialmente identificar um tipo indescritível de matéria escura (1).
Programado para começar mais tarde nesta década, o experimento Muone envolve um feixe de muon de alta energia que passa por uma série de alvos finos. As colisões nos alvos produzem elétrons de alta energia, cujas medições ajudariam a determinar o momento magnético do Muon. No entanto, outras partículas serão produzidas nas colisões, e algumas delas podem ser matéria escura, diz Isaac Wang, do Fermi Nationwide Acelerator Laboratory, em Illinois.
Wang e seus colegas determinaram o sinal potencial em Muone de “Matéria escura inelástica”. Esse tipo de matéria escura é composta de duas partículas: uma pesada e uma luz. Essa combinação poderia explicar por que as pesquisas de matéria escura foram vazias, pois a partícula de luz seria dominante no universo, enquanto a partícula pesada seria a que interage com a matéria regular. Portanto, a única maneira de ver esse tipo de matéria escura seria criar partículas pesadas em colisões de alta energia, como as planejadas para Muone.
Os muons não são necessários para essa pesquisa de matéria escura, mas eles têm algumas vantagens, diz Wang. Um feixe de muon fornece um fundo mais limpo que um feixe de prótons e oferece uma energia maior do centro de massa do que um feixe de elétrons. Com base nessas vantagens, Wang e colegas mostram que o experimento Muone pode investigar uma região grande e inexplorada do espaço dos parâmetros da matéria escura.
–Michael Schirber
Michael Schirber é um editor correspondente para Revista de Física Sediada em Lyon, França.
Referências
- G. Krnjaic et al.“Descobrindo a matéria escura com o experimento Muone”. Phys. Rev. Lett. 134161801 (2025).
