Pesquisadores da UFRN investigam partículas de vida longa no início do universo
Conglomerado de galáxias no universo primordial. Foto: ESA-Webb, NASA & CSA, H. Atek, M. Zamani (ESA-Webb)
Previstas por diversas teorias que desafiam nossa compreensão atual da Física, as partículas de vida longa (LLPs, na sigla em inglês) levam muito mais tempo do que o normal para decair. No dia 20 de fevereiro, pesquisadores que atuam no Instituto Internacional de Física (IIF/UFRN) e no Departamento de Física Teórica e Experimental da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (DFTE/UFRN) publicaram um estudo que mostra como elas podem ajudar a explicar um dos temas mais intrigantes da ciência: a evolução do universo primordial.
A pesquisa foi desenvolvida pelos professores Rodrigo Holanda, do DFTE, e Farinaldo Queiroz, líder do grupo de Partículas e Astropartículas do IIF e docente do DFTE, juntamente com os doutores Matheus Paixão e Priscila Valdênia, que realizam pesquisa de pós-doutorado no Instituto, e o mestrando Michael Victor, vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Física (PPGF/UFRN).
De acordo com os autores, o estudo investigou um cenário teórico em que uma LLP pesada decai, liberando energia e se transformando em matéria escura. “Se tais partículas existiram no início do universo, esse processo pode ter injetado radiação adicional no plasma cósmico. Isso poderia alterar a taxa de expansão do universo, influenciar a formação dos primeiros elementos durante a nucleossíntese do Big Bang e deixar rastros detectáveis na radiação cósmica de fundo”, explicou o professor Holanda.
Ao investigar os efeitos cosmológicos dessas partículas de vida longa, o estudo estabelece limitações importantes para modelos teóricos que buscam explicar a natureza da matéria escura. “Muitas teorias além do Modelo Padrão descrevem as LLPs, e encontrar seus vestígios seria um forte indício de nova física”, afirmou Matheus Paixão. “Mesmo que não possamos observar diretamente a matéria escura, estudar como essas partículas pesadas teriam decaído nos permite inferir suas propriedades e descartar modelos que estejam em conflito com os dados observacionais já disponíveis”, acrescenta.
Além dos resultados científicos, o estudo também destaca o potencial da colaboração entre o IIF e o DFTE. Ao combinar a vasta experiência dos pesquisadores da UFRN em Física de Partículas e Cosmologia, a parceria proporcionou uma oportunidade de aprendizado valiosa para o mestrando Michael Victor.
“Contribuir ativamente para esta pesquisa foi muito gratificante. Como estudante, ainda tenho uma longa jornada pela frente, mas não poderia estar mais feliz. Embora tenha sido desafiado por certos tópicos, consegui acompanhar as discussões e aproveitar esta oportunidade de crescimento científico”, destaca.
O trabalho Cosmological Constraints on Long-Lived Particles Using Dimension-Six Effective Operators está disponível na forma de preprint neste link.
Fonte: IIF/UFRN. Texto: Clercio Rodrigues; Edição: Hellen Almeida; Revisão: Beatriz de Azevedo.