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Os cientistas estão detectando evidências de novas físicas estranhas à radiação de fundo do universo
27 de novembro de 2020
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Em todo o espaço espargido, entre estrelas e galáxias, ocorre um fulgor extremamente tênue, uma relíquia que resta do amanhecer do Universo. Isto é o fundo cósmico de microondas (CMB), a primeira luz que poderia viajar pelo Universo quando resfriou o suficiente muro de 380.000 anos em seguida o Grande explosão para íons e elétrons a eles se combinam em átomos.
Mas agora os cientistas descobriram alguma coisa peculiar sobre o CMB. Uma novidade técnica de mensuração revelou sinais de uma mudança na luz, o que pode ser um sinal de violação da simetria da paridade, o que sugere uma física fora do protótipo padrão.
De congraçamento com o protótipo padrão da física, se quiséssemos virar o universo de cabeça para plebeu porquê se ele fosse um revérbero de si mesmo, as leis da física teriam que permanecer firmes. As interações subatômicas devem ocorrer exatamente da mesma maneira no espelho que no Universo real. Isso é chamado de simetria de paridade.
Pelo que pudemos medir até agora, há exclusivamente uma interação fundamental que quebra a simetria da paridade; esta é a interação fraca entre as partículas subatômicas que é responsável pelo decaimento radioativo. Mas encontrar outro lugar onde a simetria da paridade seja quebrada pode nos levar a uma novidade física além do protótipo padrão.
E dois físicos: Yuto Minami, da Organização de Pesquisa do Acelerador de subida pujança do Japão; e Eiichiro Komatsu, do Instituto Max Planck de Astrofísica na Alemanha e do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo no Japão, acreditam ter encontrado evidências disso no ângulo de polarização WBC.
A polarização ocorre quando a luz é espalhada, fazendo com que suas ondas se propaguem em uma determinada orientação.
Superfícies reflexivas porquê vidro e chuva polarizam a luz. Você provavelmente conhece óculos de sol polarizados, projetados para bloquear certas orientações para diminuir a quantidade de luz que atinge o olho.
Mesmo a chuva e as partículas na atmosfera podem espalhar e polarizar a luz; uma o círculo-íris é um bom exemplo.
O universo primitivo, durante os primeiros 380.000 anos, era tão quente e denso que os átomos não podiam viver. Prótons e elétrons voaram porquê um plasma ionizado e o Universo era opaco, porquê uma espessa névoa de fumaça.
exclusivamente uma vez que o Universo esfriou o suficiente para que esses prótons e elétrons se combinassem em átomos de hidrogênio de gás neutro, o espaço se tornou simples, permitindo que os fótons viajassem livremente.
Conforme o plasma ionizado passava para um gás neutro, os fótons se dispersavam pelos elétrons, fazendo com que o CMB se polarizasse. A polarização do CMB pode nos expor muito sobre o Universo. principalmente se virado em um ângulo.
Este ângulo, descrito porquê β, pode indicar uma interação com CMB material escura ou pujança escura, as misteriosas forças internas e externas que parecem dominar o Universo, mas que não somos capazes de detectar diretamente.
(Y. Minami / KEK)
“Se a material escura ou a pujança escura interagirem com a luz do fundo de microondas cósmico de uma forma que viole a simetria da paridade, podemos encontrar sua assinatura nos dados de polarização,” Minami explicou.
O problema de identificar β com certeza está na tecnologia que usamos para detectar a polarização CMB. A filial Espacial Europeia Satélite Planck, que publicou suas observações mais atualizadas do CMB em 2018, está equipado com detectores sensíveis à polarização.
Mas, a menos que você saiba exatamente porquê esses detectores se orientam em relação ao fundamento, é impossível saber se o que você está olhando é β ou uma rotação no detector que se parece exclusivamente com β.
A técnica da equipe é baseada no estudo de uma nascente dissemelhante de luz polarizada e compará-los para extrair o sinal falso.
“Desenvolvemos um novo método para ordenar a rotação sintético usando luz polarizada emitida pela poeira em nossa Via Láctea”, Minami disse. “Com este método alcançamos uma precisão que é o duplo do trabalho anterior e, finalmente, podemos medir β.”
As fontes de radiação da Via Láctea estão muito mais próximas da CMB, portanto não são afetadas pela material escura ou pujança escura. Portanto, qualquer rotação da polarização deve ser exclusivamente o resultado de uma rotação no detector.
A CMB é afetada por β e rotação sintético, portanto se você subtrair a rotação sintético observada nas fontes da Via Láctea das observações CMB, você deve permanecer exclusivamente com β.
Usando essa técnica, a equipe determinou que β não é zero, com uma certeza de 99,2%. Parece muito cocuruto, mas ainda não é o suficiente para reivindicar uma novidade invenção da física. Isso requer um nível de crédito de 99,99995%.
Mas a invenção mostra que vale a pena estudar mais de perto o CMB.
“Claramente, ainda não encontramos evidências definitivas para a novidade física; uma maior significância estatística é necessária para confirmar este sinal,” disse o astrofísico Eiichiro Komatsu do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo.
“Mas estamos entusiasmados porque nosso novo método finalmente nos permitiu tornar essa medida ‘impossível’, o que pode mostrar para uma novidade física.”
A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.
Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!
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