Há uma discrepância significativa entre a quantidade teórica e observada de lítio em nosso universo. Este problema é conhecido como o problema cosmológico do lítio e tem assombrado os cosmólogos por décadas. Os pesquisadores agora reduziram essa discrepância em cerca de 10%, graças a um novo experimento sobre os processos nucleares responsáveis pela criação do lítio. Esta pesquisa pode apontar o caminho para uma compreensão mais completa do universo primitivo.
Há um ditado bem conhecido que diz que "na teoria, a teoria e a prática são a mesma coisa. Na prática, não é assim”. Isso é verdade em todos os campos acadêmicos, mas é especialmente verdade na cosmologia, o estudo de todo o universo, onde o que pensamos que deveríamos ver e o que realmente vemos nem sempre coincidem. Isso se deve em grande parte ao fato de que muitos fenômenos cosmológicos são difíceis de estudar devido à inacessibilidade. Fenômenos cosmológicos são geralmente inacessíveis para nós devido às vastas distâncias envolvidas, ou muitas vezes ocorreram antes mesmo que o cérebro humano tivesse evoluído para se preocupar com eles em primeiro lugar – como no caso do Big Bang.
O professor associado do projeto Seiya Hayakawa e o professor Hidetoshi Yamaguchi do Centro de Pesquisa Nuclear da Universidade de Tóquio e sua equipe internacional estão particularmente interessados em uma área da cosmologia onde a teoria e a observação divergem fortemente, ou seja, Kproblema osmológico do lítio (KLP). A teoria prevê que momentos após o Big Bang, que criou toda a matéria do cosmos, o conteúdo de lítio deve ser cerca de três vezes maior do que o que realmente observamos.
"Há 13,7 bilhões de anos, quando a matéria se fundiu a partir da energia do Big Bang, os elementos leves comuns que todos conhecemos - hidrogênio, hélio, lítio e berílio - se formaram em um processo que chamamos de Nucleossíntese do Big Bang (BBN)”, disse Hayakawa. “No entanto, a BBN não é uma cadeia direta de eventos em que uma coisa se transforma em outra. Na verdade, é uma complexa rede de processos em que uma mistura de prótons e nêutrons cria núcleos atômicos, e alguns deles decaem em outros núcleos. Por exemplo, o conteúdo de uma forma de lítio ou isótopo - lítio-7 - é principalmente o resultado da produção e decomposição do berílio-7. Mas foi superestimado teoricamente ou subestimado na realidade, ou uma combinação desses dois fatores. Isso precisa ser resolvido para realmente entender o que aconteceu então."
O lítio-7 é o isótopo de lítio mais comum, representando 92,5% de todos os isótopos observados. No entanto, embora os modelos BBN aceitos prevejam as abundâncias relativas de todos os elementos envolvidos no BBN com notável precisão, a abundância esperada de Li-7 é cerca de três vezes maior do que a realmente observada. Isso significa que há uma lacuna em nosso conhecimento sobre a formação do universo primordial. Existem várias abordagens teóricas e observacionais que visam resolver esse problema, mas Hayakawa e sua equipe modelaram as condições durante o BBN usando feixes de partículas, detectores e um método observacional conhecido como cavalo de Tróia.
"Estudamos cuidadosamente uma das reações do BBN, quando o berílio-7 e um nêutron decaem em lítio-7 e um próton. Os níveis de lítio-7 obtidos foram ligeiramente inferiores ao esperado, cerca de 10%, disse Hayakawa. - Esta reação é muito difícil de observar, porque o berílio-7 e os nêutrons são instáveis. Então, usamos um dêuteron, um núcleo de hidrogênio com um nêutron extra, como um recipiente para transportar o nêutron para o feixe de berílio-7 sem interrompê-lo. Trata-se de uma técnica única desenvolvida por um grupo italiano com o qual colaboramos, na qual o deuteron é como o cavalo de Tróia do mito grego, e o nêutron é um soldado que abre caminho para a inexpugnável cidade de Tróia sem perturbar a guarda ( sem desestabilizar a amostra). Graças ao novo resultado experimental, podemos oferecer aos futuros pesquisadores teóricos uma tarefa um pouco menos difícil ao tentar resolver o CLP."
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a tradução é uma merda