No mês de junho, a pesquisadora Jessica Arab Marcomini, ex-aluna do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), defendeu sua tese de mestrado intitulada "Estudo da possibilidade de detecção da matéria escura com telescópio Cherenkov", onde propõe um modelo de detecção de matéria escura do universo, através do telescópio Cherenkov, supondo que essa substância seja constituída por uma partícula chamada neutralino*. O projeto foi orientado pelo Prof. Dr. Luiz Vitor de Souza Filho, docente do Grupo de Física Computacional e Instrumentação Aplicada de nossa Unidade.

Estudando o invisível

Embora a astronomia já tenha descoberto a existência de matéria escura, graças à força gravitacional existente em determinados corpos ainda não identificados, pouco se sabe sobre ela, uma vez que essa matéria não emite luz, o que a torna invisível e dificulta o estudo desse misterioso elemento pelos pesquisadores. “Temos certeza que a matéria escura existe, porque às vezes vemos objetos girando em torno de algo massivo, da mesma forma como os planetas circulam em redor do sol. Esse mesmo fenômeno acontece em situações em que não enxergamos essa massa, que no caso é a matéria escura. Basicamente, sabemos que ela está lá, mas não conseguimos vê-la", explica Luiz Vitor. Para que se possa imaginar a importância dessa substância, acredita-se que a matéria escura representa 24% de tudo o que há no universo, enquanto a matéria ordinária, elemento que nos compõe e nos cerca, é responsável por 4% - os outros 72% referem-se à energia escura, algo que ainda é menos conhecido pelos cientistas.

Em síntese, o objetivo desse trabalho, de acordo com a pesquisadora, foi estudar o comportamento de possíveis partículas que compõem a matéria escura, buscando detectar um fluxo de raios gama**, com o intuito de prever os limites do telescópio Cherenkov, caso a matéria escura seja composta pela partícula neutralino: “O intuito não foi tentar prever o que o telescópio poderá descobrir, mas, sim, analisar os limites do equipamento”, explica ela, cujo interesse nesse estudo se deve à futura criação do Cherenkov Telescope Array (CTA), observatório astronômico que deverá ser criado daqui a alguns anos, com a instalação de telescópios no hemisfério norte e sul, a fim de viabilizar os estudos sobre a matéria escura e outros fenômenos de nosso universo. "O CTA é uma tentativa de fazer um grande salto nesse campo. Acreditamos que ele melhorará muito a compreensão de tudo o que já foi estudado na astrologia, porque deverá detectar elementos dez vezes mais fracos, tendo uma capacidade muito grande para analisar os fenômenos do universo", revela Luiz Vitor.

A expectativa pela detecção da matéria escura é enorme, já que essa substância pouco conhecida poderá, talvez, ocasionar a descoberta de novos materiais e, eventualmente, revolucionar o universo da física. “Se dermos um passo para entender a matéria escura, abriremos uma nova janela na física; uma nova ciência”, afirma o docente do IFSC/USP, destacando o papel da astrofísica na busca pela identificação dessa substância invisível. "Recentemente, os membros do AMS-02*** publicaram um artigo muito importante sobre a detecção da matéria escura. Aliás, a Profa. Dra. Manuela Vecchi, do nosso Instituto, faz parte deste projeto".

Os mistérios do universo

A matéria escura, segundo Luiz Vitor, é apenas um dos grandes mistérios de nosso universo, tendo em vista que grande parte desse “espaço infinito” ainda não foi estudado e isso inclui a energia escura; os mecanismos que produzem eventos de alta energia - Gamma-ray burst; o próprio espaço-tempo; o processo de formação de estrelas e como elas morrem, entre diversas outras questões que o ser humano ainda não foi capaz de responder. Além disso, outra incógnita é o desenvolvimento do próprio universo, que envolve a simetria entre matéria e anti-matéria, substâncias compostas, respectivamente, por partículas e antipartículas. “Nosso universo é predominantemente matéria, mas nasceu equilibrado. Contudo, não sabemos como ele se desequilibrou, produzindo mais matéria do que anti-matéria”, diz ele.

Devido a esse e vários outros mistérios, a área de astrofísica apresenta-se como um dos campos de estudo mais promissores para o descobrimento de diversos enigmas, nos dando a esperança de que um dia tenhamos respostas sobre a origem do espaço, da Terra e, inclusive, de nossa própria existência.

Com o mestrado no IFSC concluído e embora apaixonada pelo Universo, Jessica Marcomini planeja ir à Inglaterra ainda este ano, já que o mercado a atrai mais que o setor acadêmico. “Gosto da academia, mas tenho interesse em trabalhar em agência bancária, atuando com modelagem, economia e finança”, conclui a pesquisadora, de apenas 24 anos, que já descobriu que o físico tem muitas portas de entrada para o setor produtivo, inclusive no setor financeiro.

*Partícula descrita pela supersimetria - teoria da física que prediz que toda partícula tem um primo supersimétrico. Ou seja, de acordo com a teoria, o neutralino, por exemplo, tem uma “família” de partículas a ser descoberta.

**Radiações eletromagnéticas;

***O Espectrômetro Magnético Alfa é um detector de partículas, que está instalado na Estação Espacial Internacional (ISS, na sigla em inglês) desde 2011.