Vozes do apoema

A matéria que falta

Pesquisadora do Observatório Nacional, Clarissa Siqueira busca decifrar a maior lacuna do universo — e incluiu no currículo seu dado mais precioso

Logo na apresentação de seu Lattes, Clarissa Siqueira menciona algo que raramente se vê em perfis acadêmicos: “Mãe de Miguel Siqueira Santos, nascido em 12/04/22”. Não é um detalhe sentimental, mas uma declaração de método. “Todo mundo sabe que a maternidade interfere diretamente na nossa produção acadêmica”, explica. Tornar isso visível no currículo é uma forma de alertar os avaliadores sobre que está além da quantidade de publicações.

Quando Miguel nasceu, sua mãe estava no meio de um pós-doutorado no Instituto de Física de São Carlos da USP, sob orientação do professor Luiz Vitor de Souza Filho. Antes disso, havia feito seu primeiro pós-doc pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em Natal, época em que o Instituto Internacional de Física (IIP) aderiu ao Apoema.

A graduação até o doutorado foi na Universidade Federal da Paraíba (UFPB), em Campina Grande, com doutorado sanduíche no Instituto Max Planck, em Heidelberg, na Alemanha. Uma trajetória e tanto, com diversas experiências para a vida acadêmica e pessoa, até se tornar pesquisadora do Observatório Nacional, no Rio de Janeiro — onde segue colaborando com o Apoema.

Visão artística do conjunto de telescópios do sítio Sul com uma previsão (em destaque), de como o sinal de raios gama da matéria escura poderá se apresentar. Crédito: Simulação CTAO

O problema que ninguém sabe resolver, ainda
A pesquisa de Clarissa orbita uma das questões mais perturbadoras da física contemporânea: a matéria escura. Uma forma que compõe 27% de tudo o que existe no universo — invisível, sem interação com a luz, detectável apenas pelos efeitos gravitacionais que produz. “Algo que definitivamente não sabemos o que é”, resume.

As evidências da existência da matéria escura se acumulam há décadas e vêm de escalas radicalmente diferentes. Nos anos 1970, a astrônoma Vera Rubin mapeou mais de 70 galáxias e observou sempre o mesmo fenômeno perturbador: as estrelas nas regiões externas das galáxias orbitavam rápido demais. Pela física convencional, onde toda a massa visível se concentra no centro, essas estrelas deveriam desacelerar à medida que se afastam — como os planetas externos do Sistema Solar. Não desaceleravam. Algo invisível as mantinha em órbita. Colisões entre aglomerados de galáxias confirmaram o mesmo padrão: havia sempre mais massa do que a matéria luminosa poderia explicar. E sem matéria escura contribuindo desde o início, o universo simplesmente não teria tido tempo de formar as estruturas que observamos hoje: galáxias, aglomerados, filamentos cósmicos. O problema está estabelecido. A solução, não.

Aposta na detecção indireta
O entusiasmo de Clarissa com esse campo de pesquisa vem de uma confluência que percebeu ainda na graduação, na Universidade Federal da Paraíba: “Quando eu me vi podendo conectar a física de partículas, que eu sou apaixonada, com a física da matéria escura, que se manifesta em largas escalas, fiquei encantada”.

Sua especialidade é a detecção indireta de matéria escura, uma estratégia que tenta capturar a partícula interceptando os sinais que ela deixaria ao se aniquilar. Segundo modelos teóricos, quando duas partículas de matéria escura colidem, elas se destroem mutuamente e produzem, no processo, partículas que já conhecemos — entre elas, raios gama de altíssima energia. São esses clarões que os telescópios do CTAO (a detecção indireta) tentarão capturar. Foi durante a passagem pela Alemanha que essa conexão virou método: ela migrou para a busca indireta e nãoo saiu mais.

A vantagem do CTAO sobre os experimentos de detecção direta está na faixa de energia que consegue alcançar: os telescópios Cherenkov funcionam bem para partículas de matéria escura supermassivas, com alta sensibilidade na escala de TeV.

Uma nova era
Clarissa é cuidadosa ao projetar o futuro. Uma detecção precisaria ser confirmada por múltiplos experimentos e métodos antes de ser aceita como definitiva. Mas se o sinal vier, e for confirmado, as consequências seriam profundas. Qualquer candidata a partícula de matéria escura exigiria uma extensão do modelo padrão da física de partículas, expandindo nossa compreensão da matéria. “Essa adição de partículas viria também com novas forças, novos mediadores. Traria uma nova era, uma revolução na física atual”, reflete.

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