Goana după materia neagră îi lasă pe cercetători în întuneric

183

Cercetătorii au prezentat cu entuziasm miercuri rezultatul celui mai mare experiment ce încearcă să dovedească existenţa materiei negre: tehnologia funcţionează perfect, dar nu a descoperit nimic.

Astrofiziecienii nu au informaţii decât despre 5% din universul observabil. Elementele lipsă, spun aceştia, sunt energia şi materia neagră. Pentru a demonstra existenţa acestora, o echipă de 18 cercetători de la universităţi prestigioase din SUA, Marea Britanie, Rusia și Portugalia a realizat un detector ultrasensibil de particule, LUX (Large Underground Xenon), considerat cel mai avansat mijloc actual de identificare a materiei negre. Dr. Chamkaur Ghag, colaborator la experimentul LUX, a afirmat la lansarea tehnologiei că „în cazul în care materia neagră există și interacţionează în modul în care credem noi, acum ar trebui să începem să o vedem".

Detectorul utilizat în cadrul experimentului este situat la 1,6 kilometri adâncime într-o mină aparţinând centrului de cercetări al Universităţii Sanford din Dakota de Nord. Adâncimea aleasă de cercetători are ca scop reducerea semnificativă a cantităţii de radiaţii cosmice și favorizarea apariţiei interacţiunilor cu particulele materiei negre. LUX este un bazin de titan umplut cu xenon lichid răcit la -100 grade Celsius, scufundat în 270.000 de litri de apă purificată. Cercetătorii observă interacţiunile dintre particule şi consideră că o particulă a materiei negre va intra în contact cu xenonul. La contactul cu xenonul, ar emite electroni și lumină, ușor de detectat de senzorii ultrasensibili ai bazinului.

După trei luni de la începerea experimentului, cercetătorii nu au înregistrat însă vreo activitate care să indice existenţa particulelor masive cu interacţiune slabă (Weakely Interacting Massive Particles- WIMP), despre care se crede că alcătuiesc materia neagră. Totuși, cercetătorii au prezentat rezultatele experimentului într-o manieră pozitivă și speră că în cea de-a doua fază a experimentului, care va începe în 2014, detectorul va avea succes.

Absenţa dovezilor sau dovada absenţei?

Conceptul de materie neagră ridică multe necunoscute. Primul care a teoretizat conceptul a fost Fritz Zwicky, astrofizician și cercetător eleveţian de la Institutul de Tehnologie din California. În 1933, acesta a observat că masa clusterului stelar Coma, un roi de stele aflat la 300 de milioane de ani lumină de sistemul nostru solar, era de 400 de ori mai mare decât ar fi trebuit dacă se lua în considerare materia vizibilă.

Mai mult, analizând mai multe grupuri de galaxii aflate la zeci de milioane de ani lumină, a descoperit că viteza relativă de deplasare a acestora era mult prea mare și că atracţia gravitaţională a materiei vizibile nu putea menţine acele galaxii. Din aceste motive, Zwicky a ajuns la concluzia că trebuie să mai fie ceva care le ţine împreună, pe care cercetătorul l-a numit „materie neagră".

Astrofizicienii cred că această materie ia forma unor particule pe care le-au numit particule masive cu interacţiune slabă (Weakely Interacting Massive Particles- WIMP) și că milioane de astfel de particule sunt emise în fiecare secundă, fără să fie observate. Pentru că nu emit, nici nu absorb lumină, nici vreo altă formă de radiaţie electromagnetică și pentru că interacţiunile cu alte forme ale materiei sunt extrem de rare, existenţa acestor particule nu a putut fi demonstrată până acum. Majoritatea informaţiilor deţinute despre materia neagră se bazează pe simulări computerizate. În urma acestor simulări, astrofizicienii au ajuns la concluzia că 27% din universul observabil este alcătuit din materie neagră, 68% din energie neagră, o forţă teoretic responsabilă de expansiunea universului, iar restul de 5% este materia „normală", adică tot ceea ce cunosc oamenii de ştiinţă la momentul actual.

Conceptul de materie neagră este acceptat de majoritatea astrofizicienilor, în ciuda eşecului repetat de a demonstra existenţa acestei materii. Motivul principal pentru care este susţinut îl reprezintă legătura cu teoria generală a relativităţii, una din bazele fizicii moderne, care ar fi incompletă sau falsă fără materia neagră. Totodată, acest concept este folosit pentru completarea elementelor lipsă care fac teoria Big Bang-ului puţin probabilă. În cazul în care se va ajunge la concluzia că materia neagră nu există, întregul model de înţelegere a universului ar trebui reconsiderat.

John Harnett, cercetător la Universitatea din Adelaide și unul dintre contestatarii conceptului de materie neagră, a declarat că „se pare că forţăm lucrurile, dacă luăm în considerare numărul mare de presupoziţii şi interpretări necesare pentru a demonstra existenţa materiei negre". Din punctul lui de vedere, baza a ceva ce nu a fost văzut, măsurat sau testat reprezintă mai mult credinţă decât știinţă.