"Eu desenvolvo teorias da matéria escura e, em seguida, ideias de como alguém pode detecta¡-la experimentalmente", diz ela. "a‰ uma pesquisa arriscada, no sentido de que não sabemos se vamos realmente detectar a matéria escura. Precisamos de sorte, trabalho duro e boas idanãias".

Zurek recebeu seu diploma de bacharel em física pela Bethel University de Minnesota em 2001 e seu doutorado em física pela Universidade de Washington em 2006. Ela atuou como professora de física na Universidade de Michigan entre 2009 e 2014 e depois como cientista na UC Berkeley. e posteriormente no Laborata³rio Nacional Lawrence Berkeley de 2014 a 2019. Ela ingressou na faculdade em Caltech em 2019.

Conversamos com Zurek sobre a natureza da matéria escura e a busca de sua verdadeira identidade.

A matéria escura permeia a gala¡xia e o universo. Estamos nos movendo atravanãs da gala¡xia, e a  medida que nos movemos, isso cria um vento de matéria escura que se move atravanãs desta sala enquanto falamos. Conhecemos a matéria escura atravanãs de seus efeitos gravitacionais sobre a matéria normal, mas ela não exala luz e, portanto, não podemos vaª-la, e não sabemos do que éfeita.

Os WIMPs (parta­culas massivas que interagem fracamente) são os principais candidatos. Os WIMPS são assim chamados porque estãointeragindo fracamente com outras partículas No momento, experimentos como o SuperCDMS [Super Cryogenic Dark Matter Search] e o XENON1T [Xenon 1 ton] ainda estãoprocurando por WIMPS por meio de interações com núcleos ata´micos, mas atéagora não foram encontradas evidaªncias. Se WIMPs não forem detectados logo com os grandes detectores de xena´nio, precisaremos de experiências ainda maiores em várias toneladas - e isso se torna muito caro. Devemos buscar essas experiências ainda maiores? Eu acho que para muitas pessoas a resposta énão.

A matéria escura pode fazer parte do que chamo de setores escuros ou ocultos. A idanãia éque exista outro setor do nosso universo, além do visível, onde a matéria escura tem dina¢mica própria. Por exemplo, acredita-se que os WIMPs interajam com o Modelo Padra£o da física departículas atravanãs da força conhecida de interações fracas. Exigimos que os WIMPs se envolvam na solução de alguns dos problemas do Modelo Padra£o, como por que o ba³son de Higgs tem a massa que possui. Essaspartículas do setor oculto, por outro lado, interagiam atravanãs de uma nova força com sua própria dina¢mica. Essa éuma mudança de paradigma em muitos na­veis, incluindo a maneira como procuramos matéria escura. Nãoestamos exigindo que a matéria escura resolva quaisquer problemas do universo visível. Ele tem vida própria.

Propus várias idanãias de como procurar matéria escura usando experimentos de mesa. Muita infraestrutura já foi desenvolvida para SuperCDMS e outros experimentos de detecção de matéria escura, e podemos usar o enorme progresso que esses experimentos já fizeram em novos experimentos de pequena escala para procurar setores escuros.

Tambanãm queremos usar matrizes de tempo de pulsar, que envolvem coleções de objetos que piscam no cosmos chamados pulsares. Isso nos ajudara¡ a estudar a subestrutura da matéria escura, ou basicamente como a matéria escura édesajeitada. Quando um halo de matéria escura, ou aglomerado, passa perto de nosou de um pulsar, pode dar origem amudanças na hora de chegada de um pulso. E se vocêdetectar a subestrutura da matéria escura dessa maneira, a aglomeração da matéria escura revela algo sobre sua natureza fundamental. a‰ como quando vocêolha para o nosso universo e hátodo tipo de estrutura: os planetas, as estrelas, os discos e os filamentos. Da mesma forma, o setor escuro forma estruturas atravanãs da interação da gravidade e da dina¢mica do setor escuro, e gostara­amos de estudar o que essas estruturas são em escalas semelhantes.

Esse trabalho de sincronismo de pulsar éum bom complemento para investigar diretamente a matéria escura com experimentos de laboratório.

Sim, isso ésemelhante ao LIGO, pois precisamos ter sorte e natureza do nosso lado. Com o LIGO, eles não sabiam que a taxa de fusão do buraco negro e da estrela de naªutrons seria alta o suficiente para detectar as ondas gravitacionais relativamente rapidamente. A natureza foi gentil com a equipe do LIGO. A pesquisa de matéria escura éuma proposta ainda mais arriscada, de certa forma, porque temos maior incerteza sobre a taxa, mas éum problema importante a ser explorado. Quando o LIGO descobriu ondas gravitacionais, tornou-se um novo ramo da astronomia. Se e quando descobrirmos a matéria escura, ela se tornara¡ um novo ramo da física.

Toco piano cla¡ssico; isso costumava incluir muitos Brahms, Bach e Beethoven, com alguns compositores e improvisações do século 20 misturados. Mas hoje em dia, émuito Mozart com um pouco de improvisação - eu tenho uma filha pequena que gosta de dançar a  música e Mozart fornece uma melodia e uma batida simples e agrada¡vel. Tambanãm gosto das montanhas, que costumavam significar longas caminhadas, esqui no interior e algumas escaladas, mas hoje em dia minha filha e eu andamos mais devagar e conversamos sobre as plantas e as a¡rvores, suas flores e folhas.