Um grupo de investigadores do Centro de Física Teórica de Partículas (CFTP) do Instituto Superior Técnico propôs uma nova solução para alguns dos problemas pendentes na física de partículas e astropartículas. O estudo foi liderado pelos alunos de doutoramento do CFTP Aditya Batra e Henrique Câmara, em colaboração com o seu orientador Filipe Joaquim e os investigadores Rahul Srivastava (IISER, Bhopal, Índia) e José W.F. Valle (IFIC-Universidade de Valência, Espanha). O artigo foi publicado a 1 de fevereiro na prestigiada revista Physical Review Letters.
Na base deste trabalho estão três problemas ainda sem resposta – (1) porque é que os neutrinos têm massa e porque é tão pequena, (2) qual é a partícula que constitui a matéria escura e (3) o chamado ‘problema de CP forte’, relacionado com o facto de ainda não ter sido observado um momento de dipolo elétrico no neutrão.
Sendo problemas aparentemente não relacionados, a solução que os investigadores do CFTP propõem é inovadora ao considerar a existência de novas partículas com ‘cor’, uma propriedade quântica associada à interação forte (responsável pela coesão dos núcleos atómicos), que são responsáveis pela geração da massa dos neutrinos a nível quântico.
Neste contexto, o candidato para a matéria escura é o axião, uma partícula que surge como consequência do mecanismo que garante a solução do ‘problema de CP forte’.
“Os problemas da massa dos neutrinos, da matéria escura e da violação de CP intrigam-me desde o início do meu doutoramento”, explica Henrique Câmara. Assim, “a ideia [deste artigo] fornece uma solução interessante que interliga essas questões”. Aditya Batra acrescenta que “trabalhar com orientadores internacionalmente reconhecidos” ofereceu-lhe “perspetivas valiosas ao projeto” e melhorou as suas competências comunicativas.
“Além da relevância científica deste trabalho”, observa Filipe Joaquim, professor do Técnico, “um dos aspetos importantes é o de ver o trabalho de jovens investigadores portugueses reconhecido a nível internacional com a publicação dos resultados numa das revistas de maior impacto para investigação original”. Na opinião do docente, “este reconhecimento é a prova de que a carreira de um investigador está no caminho certo”.
Uma vez que o axião se liga eletromagneticamente aos fotões, os axiões produzidos em estrelas como o Sol podem ser sondados experimentalmente através da análise do fluxo solar. “Globalmente, essa experiências contribuem para a nossa compreensão do papel dos axiões na física fundamental e da sua potencial ligação à matéria escura”, explica Filipe Joaquim. A ideia abre, assim, caminho a novos estudos fenomenológicos com impacto noutros aspetos da física das partículas e das astropartículas.
