Físicos do Instituto Max Planck desenvolveram um detector inovador usando açúcar de mesa comum para buscar partículas de matéria escura leves conhecidas como WIMPs. O experimento resfriou cristais de sacarose a quase o zero absoluto, mas não detectou sinais das partículas elusivas após 19 horas. Essa abordagem visa interações com átomos de hidrogênio no açúcar, oferecendo um novo ângulo na longa busca para desvendar a matéria escura.
A existência da matéria escura é inferida de seus efeitos gravitacionais nas galáxias, mas décadas de buscas por partículas massivas de interação fraca (WIMPs)—consideradas há muito tempo candidatas principais—não renderam nada. Detectores tradicionais buscam flashes de luz de interações de WIMPs com matéria regular, assumindo partículas de cerca de 2 a 10.000 vezes a massa de um próton. No entanto, WIMPs mais leves, que se encaixam menos perfeitamente nas observações galácticas, podem interagir de forma mais notável com átomos leves como hidrogênio.
Para investigar essas possibilidades mais leves, Federica Petricca e sua equipe no Instituto Max Planck de Física em Munique, Alemanha, criaram um detector a partir de cristais de sacarose. Cada molécula de sacarose contém 22 átomos de hidrogênio, fornecendo um alvo mais denso do que hidrogênio puro, que é difícil de usar devido à sua baixa densidade. Os pesquisadores cultivaram os cristais a partir de uma solução concentrada de açúcar ao longo de uma semana, depois os resfriaram para sete milésimos de grau acima do zero absoluto—cerca de 0.007 Kelvin.
Eles monitoraram sinais de matéria escura usando um termômetro ultrassensível para detectar aumentos minúsculos de calor e um sensor de fótons para flashes de luz. A configuração funcionou por 19 horas, registrando emissões de luz consistentes com partículas maiores, mas sem sinais mais fracos que pudessem indicar WIMPs leves.
"Os cristais de açúcar foram configurados para buscar possíveis interações de matéria escura com sensibilidade notável", diz Carlos Blanco da Pennsylvania State University. Ele observa que eles poderiam revelar recuos extremamente pequenos de WIMPs leves, embora não esteja claro se o experimento exclui completamente fontes de fundo, como o carbono-14 radioativo comum em açúcares.
Esse resultado agridoce destaca a inovação contínua nas caçadas à matéria escura, detalhada em um preprint no arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2510.00068). Embora nenhuma detecção tenha ocorrido, o método expande o conjunto de ferramentas para buscas futuras.