Pesquisadores sugerem que o Grande Colisor de Hádrons (LHC) já pode ter registrado indícios de matéria escura por meio de episódios de falhas no funcionamento do acelerador. O argumento aparece em estudo de Xunyu Liang e Ariel Zhitnitsky, da Universidade de Colúmbia Britânica, aceito para publicação na revista Physical Review D.

Os eventos problemáticos, chamados pelos físicos de “UFOs” (sigla em inglês para Objetos Voadores Não Identificados), correspondem a perdas súbitas no feixe de prótons provocadas por grãos microscópicos de poeira. A pergunta que motivou a investigação é o que provoca a soltura dessas partículas em uma estrutura construída com alto grau de precisão.

Vibração no subsolo e sensores do acelerador

A explicação proposta pelos autores envolve uma forma hipotética de matéria escura conhecida como pepitas de quarks áxions (AQNs, na sigla em inglês). Diferentemente das partículas subatômicas buscadas de modo tradicional, as AQNs seriam objetos macroscópicos e muito densos, com massa estimada entre cinco gramas e um quilo.

Segundo o estudo, a passagem de uma AQN pelo subsolo, em distâncias de até 100 quilômetros do laboratório, poderia gerar uma pequena onda de choque acústica capaz de provocar vibrações no LHC. Esse tremor deslocaria partículas de poeira que, ao cair no trajeto do feixe, causariam as perdas súbitas detectadas pelos instrumentos.

Para que a assinatura de uma AQN seja reconhecível nos registros, os pesquisadores descrevem um padrão específico: a passagem do objeto deve provocar pelo menos três eventos de UFOs em pontos diferentes do anel de 27 quilômetros em um intervalo de apenas dois segundos. Esse conjunto de ocorrências ao longo do túnel é a característica buscada.

Falhas no LHC podem indicar sinal de matéria escura

Imagem: Divulgação

Os autores destacam que a investigação não exige alterações de hardware nem custos adicionais, porque pode utilizar os monitores de perda de feixe já instalados no LHC — sistemas projetados para proteger a máquina e que, segundo eles, podem ser sensíveis a sinais não previstos inicialmente. Liang e Zhitnitsky não realizaram a análise direta dos arquivos do acelerador; o trabalho funciona como convite para que a comunidade científica examine os registros antigos do LHC.

Se o padrão proposto for confirmado nas bases de dados, a descoberta ampliaria as fronteiras da física ao indicar que matéria escura pode se manifestar em escala macroscópica.

Com informações de Olhardigital