Neutrino pesado pode explicar desequilíbrio entre matéria e antimatéria
Destaques
- •Estudo teórico sugere que um neutrino pesado, antes ignorado, pode ter sido crucial para a predominância da matéria no Universo.
- •A partícula teria alterado a expansão cósmica inicial, favorecendo a matéria sobre a antimatéria.
- •Pesquisadores buscam validação através de medições de neutrinos e ondas gravitacionais primordiais.
Uma partícula subatômica praticamente ignorada por décadas, um tipo muito pesado de neutrino, pode ser a chave para desvendar um dos maiores mistérios da física: por que o Universo é composto predominantemente de matéria, e não de antimatéria. A hipótese surge de um estudo teórico publicado na revista científica "Physical Review Letters" por pesquisadores da Universidade de Southampton, no Reino Unido, e do Instituto Indiano de Tecnologia de Kanpur.
Neutrinos são partículas com massa quase nula e sem carga elétrica, conhecidas por interagirem muito pouco com a matéria, atravessando-a sem deixar rastros, o que lhes rendeu o apelido de "partículas fantasma". O Nobel de Física deste ano premiou pesquisas sobre esses neutrinos.
O desequilíbrio entre matéria e antimatéria
As teorias cosmológicas atuais indicam que, logo após o Big Bang, matéria e antimatéria deveriam ter sido criadas em quantidades praticamente iguais. No entanto, quando matéria e antimatéria se encontram, ambas se aniquilam, liberando energia. Se tivessem sido criadas em quantidades idênticas, pouco ou nenhum matéria teria sobrado para formar o Universo como o conhecemos.
A predominância da matéria é um fato observado, mas a explicação para esse desequilíbrio ainda é uma questão em aberto na física. O novo estudo propõe que esse neutrino pesado, ao sobreviver por tempo suficiente no Universo primordial, pode ter influenciado a expansão cósmica.
Como o neutrino pesado teria agido
Segundo a hipótese, o neutrino pesado teria alterado temporariamente a taxa de expansão do Universo. Com o resfriamento cósmico, essa partícula poderia ter concentrado uma parte significativa da energia do Universo antes de decair. Essa mudança na expansão teria, por sua vez, modificado a temperatura em que outras partículas começaram a interagir.
Essa alteração no cenário inicial teria favorecido a formação de um pequeno, mas crucial, desequilíbrio entre matéria e antimatéria, inclinando a balança a favor da matéria. Essa minúscula diferença, ao longo de bilhões de anos, permitiu a formação de estrelas, planetas e galáxias.
“O fato de estarmos aqui prova que ocorreu uma assimetria entre matéria e antimatéria”, afirmou Rishav Roshan, da Universidade de Southampton e um dos autores do estudo.
Próximos passos e validação
A pesquisa, no entanto, é teórica e não prova conclusivamente que esse neutrino seja o responsável. Os autores reconhecem que ainda há incertezas sobre as propriedades exatas do neutrino e os eventos do Universo primordial. Para testar a ideia, os pesquisadores apontam para duas frentes principais.
Uma delas é a realização de medições mais precisas sobre as propriedades dos neutrinos. A outra é a busca por ondas gravitacionais primordiais. Essas ondas, pequenas ondulações no espaço-tempo geradas por eventos cósmicos extremos, poderiam carregar sinais da expansão do Universo logo após o Big Bang, ajudando a reconstruir os primeiros momentos da existência cósmica.
A análise desses sinais pode também fornecer pistas sobre outros enigmas, como a formação da matéria escura e a história da expansão do cosmos.
