Seminário sobre áxions em plasmas

Os áxions constituem uma das extensões mais elegantes e teoricamente bem fundamentadas do modelo padrão.

Apesar de serem tão difíceis de detectar, eles foram propostos para resolver a aparente quebra da simetria de paridade de carga (CP) na QCD — o famoso problema da CP forte —, promovendo o pequeno ângulo CP observado em experiências para um campo: o áxion restaura a simetria CP na QCD dinamicamente, por meio de um mecanismo que lembra o do bóson de Higgs ao dar massa aos campos de calibre. Por outro lado, a pequenez dessa quebra de CP implica um acoplamento extremamente fraco aos fotões, o que torna os áxions um dos candidatos mais atraentes para a matéria escura. Em suma, o áxion é uma partícula muito procurada, e uma infinidade de experiências está atualmente dedicada à sua busca. Uma limitação crítica das plataformas experimentais atuais é que elas dependem da conversão áxion-fotão, que é um processo não ressonante.

Uma forma natural de contornar esta questão é conceber experiências utilizando plasmas, recorrendo assim à conversão ressonante de áxions em plasmões. Demonstramos que, explorando a física das instabilidades eletrostáticas que ocorrem nos plasmas, é possível aumentar a probabilidade de conversão (ou, equivalentemente, a taxa de decaimento dos áxions) em várias ordens de magnitude. Além disso, ao substituir plasmas reais por plasmas sintéticos (metamateriais), poderemos ser capazes de sondar o áxion dentro da região de parâmetros prevista pela QCD. Finalmente, dada a ubiquidade dos plasmas nos diferentes cenários astrofísicos, investigamos algumas consequências da conversão áxion-plasmão na produção de áxions em magnetares e discutimos a importância da conversão de áxions em plasmas intergalácticos.

Hugo Terças, docente do Departamento de Física - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL) e membro do GoLP - Group of Lasers and Plasmas - Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear (IPFN) é o orador.

O Centro de Física Teórica e Computacional (CFTC) da Ciências ULisboa convida à participação no seminário.

• dia 16 dezembro 2025, das 14h00 às 15h00, na sala C1.4.14 da Ciências ULisboa.