Cientistas liderados por Fumihiro Naokawa desenvolveram um novo método para medir com mais precisão a birrefringência cósmica, uma rotação sutil na polarização da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Sua análise indica que o ângulo de birrefringência pode exceder a estimativa anterior de 0,3 graus devido à ambiguidade de fase. As descobertas, publicadas na Physical Review Letters, podem ajudar a investigar novas físicas relacionadas à matéria escura e à energia escura.
A birrefringência cósmica refere-se a uma rotação tênue observada na polarização do fundo cósmico de micro-ondas (CMB), o brilho posterior do Big Bang. Estudos recentes detectaram esse efeito, possivelmente ligado a partículas como axions, por meio do sinal de correlação EB da CMB. As medições anteriores fixaram o ângulo de rotação em cerca de 0,3 graus, mas as incertezas persistiram devido à ambiguidade de fase semelhante aos ponteiros de um relógio, em que ângulos como 0,3, 180,3 ou 360,3 graus parecem idênticos sem contexto adicional. Fumihiro Naokawa, candidato a PhD na Escola de Pós-Graduação em Ciências da Universidade de Tóquio, e Toshiya Namikawa, Professor Associado do Projeto no Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), quantificaram essa incerteza pela primeira vez. Seu artigo, 'nπ Phase Ambiguity of Cosmic Birefringence', foi publicado na Physical Review Letters (2026; 136(4), DOI: 10.1103/6z1m-r1j5). Naokawa explicou: "Como um relógio, o CMB que podemos observar está apenas em seu estado atual. Portanto, ângulos de rotação como 0,3 graus, 180,3 graus e 360,3 graus devem ser indistinguíveis. Isso significa que o ângulo de birrefringência tem uma ambiguidade de fase de 180 graus". A equipe desenvolveu uma técnica que utiliza a forma detalhada do sinal de correlação EB para resolver essa ambiguidade, revelando, possivelmente, um ângulo verdadeiro maior. Esse avanço também afeta as medições de correlação EE usadas para a profundidade óptica do universo, o que levou a uma revisão das estimativas anteriores sobre a reionização cósmica. Em um estudo complementar, também publicado na Physical Review Letters (DOI: 10.1103/srfg-9fdy), Naokawa propôs a verificação da birrefringência por meio de galáxias de rádio alimentadas por buracos negros supermassivos para atenuar os erros do telescópio. Missões futuras, como o Observatório Simons e o LiteBIRD, podem se beneficiar, aprimorando os testes de física que viola a paridade.
