Um estudo de pesquisadores da Universidade de Quioto, da Universidade de Hiroshima e da Universidade Nihon propõe usar o campo magnético da Terra como um detector natural na busca por matéria escura. A análise examinou registros geomagnéticos coletados entre 2012 e 2022 no Observatório Eskdalemuir, do Serviço Geológico Britânico.
O trabalho, publicado em junho na revista Progress of Theoretical and Experimental Physics, identificou 25 candidatos a sinal após aplicar filtros aos dados. Os resultados não representam uma detecção confirmada de matéria escura, mas indicam alvos para investigação posterior.
Estudo usa a Terra como ressonador
A proposta parte da cavidade eletromagnética formada pela Terra. Segundo o autor correspondente, Atsushi Taruy, esse ambiente pode funcionar como um ressonador natural para ampliar ondas eletromagnéticas na faixa de massa investigada pela equipe.
Os pesquisadores buscam sinais que poderiam estar associados a duas partículas hipotéticas: os áxions ultraleves e os fótons escuros. Ambas aparecem entre as candidatas teóricas para compor a matéria escura.
A matéria escura é descrita no material do estudo como responsável por cerca de 27% do Universo. Embora tenha massa e ocupe espaço, sua composição permanece desconhecida, o que torna necessária a procura por efeitos indiretos.
Cavidade terrestre amplia frequências
A equipe afirma ter ampliado o alcance de previsões sobre a resposta da cavidade terrestre a sinais eletromagnéticos. Modelos existentes conseguiam tratar frequências abaixo de 1 hertz.
De acordo com o estudo, a cavidade do planeta amplifica sinais próximos de 8 hertz. Além disso, o método permitiria fazer previsões consideradas confiáveis até aproximadamente 30 hertz.
Essa faixa é relevante porque experimentos convencionais em laboratório podem enfrentar limitações na procura por partículas hipotéticas muito leves. Por isso, o uso de um ambiente natural em escala planetária surge como alternativa de análise.
Dados removem interferências humanas
Para testar a hipótese, os cientistas analisaram uma década de dados do campo geomagnético registrados no Observatório Eskdalemuir. O local é ligado ao Serviço Geológico Britânico.
Antes da busca pelos sinais, a equipe retirou interferências atribuídas à atividade humana, como as produzidas por redes elétricas. Dessa forma, procurou isolar padrões que poderiam corresponder ao rastro esperado das partículas estudadas.
Segundo o material divulgado, o emprego do planeta inteiro como detector alcançou precisão 100 vezes maior do que experimentos de laboratório realizados na Terra para essa faixa de áxions. A comparação se refere especificamente ao intervalo analisado pelos autores.
Filtros reduzem candidatos a 25
A análise voltada a fótons escuros também apontou sinais que, em tese, podem ter origem na matéria escura. Inicialmente, os pesquisadores encontraram 821 candidatos.
Em seguida, aplicaram critérios adicionais. Entre eles estavam a permanência do sinal ao longo dos dez anos de registros e a frequência específica de cada ocorrência.
Após essa seleção, restaram 25 candidatos classificados como de alta significância. Ainda assim, candidatos não equivalem a uma comprovação: o resultado indica sinais que precisam de verificações adicionais para que se estabeleça sua origem.
