A supersimetria ocupou, por décadas, o imaginário da física teórica como uma das principais candidatas a ampliar o Modelo Padrão, a teoria que descreve as partículas fundamentais do Universo. Mas a ausência de evidências experimentais no Grande Colisor de Hádrons (LHC), do CERN, levou parte da comunidade científica a questionar se essas partículas realmente existem — ou se estariam escondidas em escalas de energia muito além do alcance tecnológico atual.

Agora, um novo estudo conduzido por pesquisadores da University of Southampton sugere que a resposta pode estar não em colisores de partículas, mas nas ondas gravitacionais que atravessam o cosmos desde os primeiros instantes após o Big Bang.

O trabalho, assinado pelos físicos Angus Spalding e Stephen F. King, propõe que o chamado “fundo estocástico de ondas gravitacionais” pode carregar assinaturas deixadas por uma partícula hipotética conhecida como grávitino — o parceiro supersimétrico do gráviton, a partícula associada à gravidade.

Segundo os autores, essas marcas cósmicas permitiriam medir diretamente a massa do grávitino, algo considerado impossível pelos métodos tradicionais de física de partículas.

A pesquisa foi disponibilizada na plataforma arXiv em maio de 2026 e ainda aguarda revisão por pares.

O estudo parte de um antigo dilema da cosmologia moderna conhecido como “problema do grávitino”. Em teorias supersimétricas, o grávitino teria interações extremamente fracas e vida relativamente longa. Caso existisse em abundância no Universo primordial, poderia decair tardiamente e destruir previsões fundamentais da nucleossíntese do Big Bang — processo responsável pela formação dos primeiros elementos químicos, como hidrogênio e hélio.

A solução mais simples, afirmam os autores, seria que o grávitino tivesse massa muito elevada, superior a cerca de 100 teraelétron-volts (TeV), permitindo seu decaimento antes da nucleossíntese. O problema é que essa escala está muito acima da capacidade do LHC, que opera em energias da ordem de dezenas de TeV.

É justamente aí que entram as ondas gravitacionais.

Os pesquisadores demonstram que, mesmo desaparecendo cedo no Universo, os grávitinos pesados alterariam temporariamente a dinâmica da expansão cósmica. Durante um breve intervalo, eles fariam a matéria dominar o conteúdo energético do Universo antes da radiação reassumir o controle. Essa fase, chamada de “dominação precoce da matéria”, deixaria uma impressão característica no espectro das ondas gravitacionais primordiais.

Na prática, surgiriam duas frequências específicas — chamadas no artigo de f1 e f2 — funcionando como uma espécie de “impressão digital” da presença do grávitino.

A frequência f1, segundo os autores, revelaria diretamente a massa da partícula. Já f2 permitiria reconstruir sua abundância no Universo primordial.

O resultado é particularmente relevante porque transforma ondas gravitacionais em ferramentas para estudar física de altíssimas energias, inacessíveis aos aceleradores terrestres.

“Os fundos de ondas gravitacionais funcionam como arquivistas cósmicos”, afirmam os autores, ao argumentar que essas ondas preservam informações de épocas extremamente remotas da história do Universo.

A proposta ganha força em um momento de expansão acelerada da astronomia gravitacional. Desde a primeira detecção direta de ondas gravitacionais pelo observatório LIGO Scientific Collaboration, em 2015, a área tornou-se uma das fronteiras mais promissoras da física contemporânea. Nos últimos anos, colaborações internacionais como NANOGrav anunciaram evidências de um possível fundo cósmico de ondas gravitacionais em frequências ultrabaixas.

O novo trabalho sugere que esses sinais talvez já estejam começando a sondar a faixa de massas prevista para grávitinos pesados. Segundo o artigo, os dados atuais do NANOGrav poderiam alcançar partículas entre aproximadamente 500 e 10 mil TeV.

Os autores calculam que futuras gerações de detectores ampliarão drasticamente essa capacidade. O observatório espacial LISA, previsto para a próxima década, poderá investigar massas entre 1 milhão e 100 milhões de TeV. Já projetos terrestres como o Einstein Telescope e o Cosmic Explorer alcançariam escalas próximas de 10 bilhões de TeV.

Isso representa uma faixa de mais de oito ordens de magnitude em energia — muito além de qualquer experimento de colisão já concebido.

A pesquisa também tem implicações importantes para a cosmologia teórica. Caso as assinaturas previstas sejam observadas, elas não provariam necessariamente a existência do grávitino. Outros tipos de partículas massivas e instáveis poderiam produzir efeitos semelhantes. Ainda assim, a descoberta confirmaria que houve uma fase incomum de dominação de matéria no Universo primordial.

Por outro lado, a ausência dessas marcas também seria cientificamente valiosa. Segundo os autores, um resultado negativo permitiria excluir vastas regiões do espaço de parâmetros da supersimetria de alta energia.

O trabalho insere-se em uma mudança mais ampla na física contemporânea. Após décadas apostando quase exclusivamente em aceleradores de partículas para encontrar nova física, pesquisadores passaram a explorar o cosmos como laboratório natural. Ondas gravitacionais, neutrinos de alta energia e mapas precisos da radiação cósmica de fundo tornaram-se instrumentos centrais nessa nova estratégia.

Nesse cenário, teorias antes consideradas praticamente inalcançáveis experimentalmente — como supergravidade e certos modelos derivados da teoria das cordas — começam lentamente a entrar no domínio observável.

“Os fundos de ondas gravitacionais oferecem, até onde sabemos, a única forma observacional de sondar a supergravidade em escalas tão altas”, concluem Spalding e King.