ANITA se prepara para lanzarse desde la Antártida, cerca de la estación McMurdo, en diciembre de 2016. NASA

Algo extraño está sucediendo sobre el paisaje helado de la Antártida.

Cuando los científicos lanzaron una misión de globo científico llamada Antena Transitoria Impulsiva Antártica (ANITA) sobre el continente en 2006, un rayo cósmico hizo vibrar uno de sus instrumentos. Eso no es tan extraño. Los rayos cósmicos vuelan desde el espacio profundo todo el tiempo, y ANITA puede detectarlos y medir sus energías. Pero en esta ocasión, el rayo cósmico no vino de arriba, vino de debajo . Esta partícula de alta energía había emergido del hielo y viajó hacia arriba a través de la atmósfera. Eso no es algo que se supone que hagan los rayos cósmicos.

Durante otro vuelo de ANITA en 2014, sucedió de nuevo .

Los rayos cósmicos provienen de algunos de los lugares más energéticos del universo, desde las supernovas hasta las fauces de los agujeros negros. Ver un rayo cósmico emerger de la tierra sugiere que esta partícula viajó desde el espacio profundo y pasó a través de el planeta antes de emerger al otro lado. Según la física, sin embargo, esto es imposible.

La cosa con rayos cósmicos que son protones de alta energía y núcleos atómicos, es que tienen grandes secciones transversales. En otras palabras, no tienen problemas para interactuar con la materia. Si un rayo cósmico golpeara la Tierra, será detenido en seco por la atmósfera, como una bala que golpea un bloque de cemento. En cambio, los neutrinos tienen secciones transversales muy pequeñas, lo que significa que estas partículas fantasmales atraviesan la materia como si ni siquiera estuviera allí. Los neutrinos interactúan tan débilmente con la materia que billones de ellos atraviesan nuestros cuerpos sin obstáculos cada segundo. Pero las partículas que ANITA detectó no eran neutrinos, eran (lo que parecen ser) rayos cósmicos, y pasaron directamente a través de nuestro planeta como si ni siquiera estuviera allí. Francamente, estos rayos cósmicos no son normales.

Ahora, los investigadores han revisado estos eventos ANITA en un estudio presentado en septiembre de 2018 y encontraron tres detecciones similares de rayos cósmicos que se mueven hacia arriba en otro experimento de la Antártida llamado IceCube. un detector de partículas que está enterrado en el hielo. Llegaron a una conclusión asombrosa:no son regulares, Rayos cósmicos modelo estándar; podrían ser evidencia de física exótica.

La física exótica se refiere a la física que actualmente no entendemos, y los científicos se refieren a ella como "física más allá del modelo estándar". El modelo estándar es una especie de libro de recetas que le dice al universo cómo deben comportarse las partículas subatómicas (desde electrones hasta fotones y quarks). Cuando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) descubrió el bosón de Higgs en 2012, la partícula que da masa a la materia, el Modelo Estándar estaba completo; el marco teórico que describe todas las interacciones hasta escalas subatómicas se había cerrado.

Había, sin embargo, un problema. De hecho, hubo varios. El Modelo Estándar no explica qué son la materia oscura y la energía oscura. Tampoco puede explicar por qué la mayor parte del universo está hecha de materia en lugar de antimateria. También está la cuestión de la masa de neutrinos:el modelo estándar se queda corto allí, también. Hay muchos misterios que no se pueden explicar con el recetario del modelo estándar, así que los físicos están trabajando arduamente tratando de encontrar evidencia para un libro de recetas que gobierna el universo en las sombras.

De modo desesperante, los experimentos más complejos en la Tierra aún no han encontrado ninguna evidencia concluyente de este reino sombrío, aunque hay pistas. Y, según los investigadores que investigan las anomalías de ANITA e IceCube, estas detecciones de rayos cósmicos pueden haber abierto una ventana a la física más allá del Modelo Estándar, proporcionando evidencia de partículas que parecen rayos cósmicos y, sin embargo, no te comportes como rayos cósmicos.

"[Bajo] extrapolaciones conservadoras de las interacciones [del modelo estándar], no hay partícula que pueda propagarse a través de la Tierra [...] con estas energías y ángulos de salida. Exploramos aquí si se requieren partículas "más allá del modelo estándar" para explicar los eventos de ANITA, si se interpreta correctamente, y concluir que son, "escriben los investigadores en su estudio.

"Supersimetría" (o SUSY) es un libro de recetas de física exótica hipotética que puede ayudar a explicar lo que está sucediendo. Esta hipótesis sugiere que todas las partículas que conocemos y amamos tienen partículas SUSY (también conocidas como "espartículas"). Estas espartículas proporcionarían equilibrio al modelo estándar y podrían explicar algunos de los misterios que confunden a los físicos y cosmólogos. ¿Podrían estos rayos cósmicos fantasmas ser en realidad un tipo de partícula completamente diferente que emerge de la supersimetría?

Es demasiado pronto para decirlo y se necesitan más datos, pero es tentador pensar que es posible que hayamos vislumbrado accidentalmente la física más allá del Modelo Estándar en la ubicación más extrema de la Tierra.

Eso es interesante

Una espartícula también se conoce como supercompañera. Preferimos espartículas.