Num recente estudo publicado na revista Physical Review D, uma equipa de cientistas do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear (IPFN) sugere um novo método de produção de axiões em laboratório através do uso de instabilidades hidrodinâmicas que têm lugar num plasma fortemente magnetizado. “Com este método, podemos aumentar a sensibilidade das experiências de prospeção de axiões em várias ordens de grandeza, podendo ir a regiões de parâmetros ainda não exploradas”, explica o professor Hugo Terças, um dos autores do estudo e docente do Departamento de Física (DF) do Técnico.
Os axiões são partículas hipotéticas que estendem o Modelo Padrão. Tendo sido inicialmente propostos como uma solução elegante do famoso problema de violação forte de CP na cromodinâmica quântica, são atualmente apontados como proeminentes candidatos à explicação da matéria escura no Universo. No esquema avançado pelos investigadores e docentes do Técnico, os professores Tito Mendonça, João Rodrigues e Hugo Terças, um feixe de electrões relativistas é usado para excitar plasmões, resultando num aumento substancial da probabilidade de conversão relativamente às experiências que se baseiam na conversão de fotões.
O estudo que demorou cerca de um ano a ser realizado e que acabou por resultar neste novo método de produção de axiões, começou apenas com a intenção dos investigadores de estudar a interacção entre axiões e plasmas. “Tínhamos em mente algumas consequências vagas a escalas cosmológicas, mas jamais que pudéssemos estudar isto no contexto de uma experiência laboratorial”, recorda o professor Hugo Terças.
Os autores do artigo publicado na conceituada revista científica adiantam, ainda, que este mesmo mecanismo de conversão plasmão-axião pode ter lugar na atmosfera de algumas pulsares, um efeito que pode ser manifestado através de um pico no sinal de radiofrequência nas experiências de axiões de astrofísica. Se vier a ser implementada esta experiência pode ajudar a entender melhor a matéria escura do Universo. “ Esta experiência que projetamos ajudará a perceber se os axiões são, ou não, os melhores candidatos à explicação da matéria escura”, sublinha o professor Hugo Terças. “Isto porque na eventualidade dos resultados serem negativos, poderemos excluir alguns valores possíveis para a massa do axião; se positivos, mostraríamos a existência de axiões, e isso seria um feito extraordinário”, destaca ainda o docente do Técnico.
