Estudo sugere que partícula ignorada pode explicar origem da matéria

Uma partícula praticamente ignorada durante décadas pode ajudar a explicar um dos maiores mistérios da física: por que existe matéria suficiente no Universo para formar estrelas, planetas e a vida humana. A hipótese foi apresentada em um estudo publicado na revista científica Physical Review Letters por pesquisadores da Universidade de Southampton, no Reino Unido, e do Instituto Indiano de Tecnologia de Kanpur.

O trabalho analisa um tipo muito pesado de neutrino, uma partícula que interage de forma extremamente sutil com o restante da matéria. Os neutrinos são conhecidos popularmente como partículas fantasma por possuírem quase nenhuma massa e carga elétrica nula, conseguindo atravessar a matéria sem deixar rastros significativos.

Durante décadas, essa vertente de neutrino pesado recebeu pouca atenção da comunidade científica porque parecia ter pouca influência nos processos fundamentais que moldaram o cosmos. No entanto, o novo estudo indica que essa partícula pode ter desempenhado um papel crucial logo após o Big Bang, período em que o Universo estava em seus estágios iniciais.

De acordo com as teorias atuais da física, a matéria e a antimatéria deveriam ter surgido em quantidades muito semelhantes no momento do nascimento do Universo. Contudo, quando a matéria e sua versão oposta entram em contato, ambas se destroem mutuamente e liberam energia, o que significa que, se as proporções fossem exatamente iguais, não haveria matéria restante para formar o cosmos atual.

A predominância da matéria sobre a antimatéria permanece como uma das grandes questões em aberto na física moderna. A nova pesquisa levanta a possibilidade de que o neutrino pesado tenha sobrevivido por tempo suficiente no Universo primordial para alterar temporariamente a maneira como o espaço se expandia.

Conforme o cosmos se resfriava devido à expansão, essas partículas pesadas poderiam ter concentrado uma parcela relevante da energia total antes de desaparecerem. Essa alteração na dinâmica de expansão teria modificado a temperatura na qual outras partículas começavam a interagir entre si, influenciando a criação do pequeno desequilíbrio que favoreceu a matéria.

Os autores ressaltam que a diferença gerada foi minúscula e quase imperceptível, mas mostrou-se suficiente para garantir que uma fração da matéria sobrevivesse e desse origem, ao longo de bilhões de anos, a galáxias, planetas e a tudo o que existe hoje. "O fato de estarmos aqui prova que ocorreu uma assimetria entre matéria e antimatéria", afirmou Rishav Roshan, pesquisador da Universidade de Southampton e coautor do estudo.

Apesar de propor uma explicação teórica relevante sobre a evolução do Universo primordial, a pesquisa não comprova definitivamente que a partícula seja a única responsável pela existência da matéria. Os cientistas apontam que a validação da ideia poderá ocorrer no futuro por meio de medições mais precisas das propriedades dos neutrinos ou pela busca de ondas gravitacionais primordiais, que podem preservar registros das mudanças na expansão do espaço logo após o Big Bang.