Em uma montanha remota da província de Sichuan, no sudoeste da China, funciona um dos ambientes científicos mais isolados do planeta.

Ali, a espessa camada de rocha atua como escudo natural contra partículas vindas do espaço, criando o cenário ideal para a busca pela chamada matéria escura, um componente invisível que parece dominar a massa do Universo.

O que é matéria escura e por que ela intriga a ciência?

A matéria escura designa um tipo de matéria que não emite, não reflete e não absorve luz de forma detectável. Sua existência é inferida por efeitos gravitacionais, como a rotação das galáxias, a formação de estruturas cósmicas e o lenteamento gravitacional.

Modelos cosmológicos indicam que a matéria visível é minoria no Universo. O restante é composto por matéria escura e energia escura, associada à expansão acelerada do cosmos. Entender a natureza dessas partículas é hoje uma das prioridades centrais da física.

Como sabemos que a matéria escura realmente existe?

A evidência não vem de observações diretas, mas de discrepâncias entre a massa visível e o comportamento observado. Sem matéria extra, galáxias não permaneceriam coesas, e aglomerados de galáxias não exibiriam as órbitas atuais.

Medidas da radiação cósmica de fundo, da distribuição de galáxias e do movimento de estrelas convergem para o mesmo quadro. Esses dados sugerem fortemente um componente invisível que atua gravitacionalmente em grande escala.

Como um laboratório subterrâneo ajuda nessa investigação?

Na superfície, raios cósmicos bombardeiam continuamente detectores sensíveis, mascarando eventuais interações raríssimas de partículas de matéria escura com a matéria comum.

Ao instalar experimentos a cerca de 2,4 quilômetros de profundidade, em um maciço predominantemente de mármore, o laboratório de Jinping reduz drasticamente esse ruído. Assim, qualquer sinal interno incomum torna-se candidato a evento de interesse.

Que experimentos buscam detectar partículas invisíveis?

O laboratório abriga detectores que utilizam materiais como germânio e xenônio líquido, projetados para registrar minúsculos depósitos de energia, luz ou carga elétrica. Esses sinais surgiriam se uma partícula de matéria escura colidisse, de forma rara e sutil, com um átomo do detector.

Entre as principais estratégias de busca, destacam-se:

• Detecção direta de WIMPs, por recuos nucleares em cristais ou líquidos nobres.
• Busca por axions, usando campos magnéticos intensos e cavidades ressonantes.
• Medição ultra-silenciosa de neutrinos, que também exige blindagem extrema.

O canal Panda Inspiration visitou o laboratório:

Quais resultados esse tipo de pesquisa pode trazer?

A detecção direta de partículas de matéria escura permitiria medir massa, taxa de interação e abundância. Esses dados refinariam modelos cosmológicos e explicariam com mais precisão a formação de galáxias e de estruturas em grande escala.

Mesmo a ausência de sinais é valiosa, pois exclui faixas de parâmetros e força a revisão de teorias. Além disso, tecnologias de detecção, blindagem e análise de ruído desenvolvidas em Jinping encontram aplicações em física nuclear, medicina e monitoramento ambiental.

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