Partículas de alta energia ou raios gama geralmente são necessários para chutar um núcleo atômico até um estado de energia superior. Mas no ano passado, os cientistas excitaram núcleos de tório-229 com apenas luz a laser (veja Ponto de vista: lançando luz sobre o isômero de relógio nuclear de tório-229). Os núcleos excitados a laser podem ser úteis para fazer cronometrados precisos e sensores quânticos sensíveis. E agora, Wolfram Ratzinger no Instituto de Ciências Weizmann em Israel e seus colegas mostraram como esses núcleos também fornecem uma maneira de detectar certas partículas especulativas que podem constituir matéria escura (1).
Vários modelos de matéria escura envolvem axiões ou outros bósons extremamente leves. Graças à sua leveza, essas partículas teriam que ser abundantes – tanto que se comportariam coletivamente como um campo clássico, oscilando em uma frequência proporcional à sua massa. As interações das partículas com os blocos de construção de núcleos – quarks e gluons – causariam várias propriedades nucleares que oscilassem nessa mesma frequência. Entre essas propriedades está a energia do fóton emitido por um núcleo excitado de tório-229. Fundamentalmente, prevê -se que as oscilações nessa energia sejam muito mais pronunciadas e, portanto, mais fáceis de detectar do que as de outras propriedades.
Ratzinger e seus colegas conduziram a primeira busca por essas oscilações em um espectro de luz relatado anteriormente emitido pelos núcleos excitados de tório-229. Não encontrando oscilações, os pesquisadores estabelecem limites superiores na força de acoplamento das partículas ultraleves da matéria escura a quarks e glúteias para partículas que variam em massa de 10–20 a ten–13 Ev. Esses limites são menos rigorosos do que os obtidos por outros meios, mas a equipe prevê que experimentos contínuos e futuros podem definir restrições muito mais fortes e possivelmente decisivas.
–Ryan Wilkinson
Ryan Wilkinson é um editor correspondente para Revista de Física com sede em Durham, Reino Unido.
Referências
E. Fuchs et al.“Procurando por matéria escura com o 229TH THE LINHE NUCLELENHA DA ESPEXPROSCOPIA DE LASER, ” Phys. Rev. x15021055 (2025).
