Detector de rayos cósmicos inusuales en la Antártida
Hace poco más de diez años, los investigadores de la NASA se dispusieron a observar los rayos cósmicos que caían sobre la Tierra desde el espacio con un detector de rayos.
Durante los experimentos en la Antártida, los físicos encontraron algo extraño: los rayos cósmicos inexplicables que salen de la Antártida desafían por completo las leyes conocidas de la física.
ANITA
El experimento de la Antena Transitoria Impulsiva Antártica (ANITA) comenzó a detectar neutrinos de alta energía, según un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Pennsylvania. Estos neutrinos interactúan con la capa de hielo de abajo.
Los neutrinos son únicos porque no pierden energía a medida que se diseminan por todo el universo. Debido a esto, los neutrinos son capaces de proporcionar a los humanos un vistazo a la vasta extensión del universo. De otra manera no estaría disponible.
Según la placa base, el físico soviético Gurgen Askaryan una vez teorizó que: “Cuando una partícula de alta energía interactuaba con un medio dieléctrico denso, un tipo de material aislante que no conduce electricidad, produciría una lluvia de partículas cargadas secundarias cuya radiación puede ser Detectado por antenas de radio estándar».
Esta interacción, ahora conocida como el efecto Askaryan. Permite a los físicos detectar partículas que casi no interactúan con la materia normal (como los neutrinos) al observar sus efectos secundarios.
ANITA en la Antártida
Durante el tiempo de ANITA en la Antártida, se detectó un «evento similar a un rayo cósmico que apunta hacia arriba». Los rayos detectados tenían planos horizontales de polarización. Esto puede sugerir que no se originaron en el espacio.
La detección de estos eventos significa que un nuevo tipo de partícula pudo haber estado evadiendo la detección de aceleradores de partículas sofisticados.
Gracias al Modelo Estándar, los físicos han sabido que los rayos cósmicos son capaces de alcanzar y penetrar la Tierra. Sin embargo, según el modelo, esos rayos no deberían poder atravesar todo el planeta.
Entonces, ¿las partículas anómalas de alta energía medidas por ANITA se originan en la Tierra, o pasan a través de ella?. Algunos modelos físicos existentes que existen más allá del Modelo Estándar incluyen:
«Teorías según las cuales las interacciones entre los rayos cósmicos y el hielo en realidad producen micro agujeros negros que se abren en pequeñas dimensiones».
La primera misión de ANITA
La primera misión de ANITA no detectó los agujeros negros, pero sí detectó el efecto Askaryan. La semana pasada, un grupo de investigadores publicó una nueva teoría sobre los rayos medidos por ANITA.
El grupo, liderado por el físico de la Universidad Estatal de Pennsylvania Derek Fox, sugiere que.: «ANITA puede haber encontrado evidencia de una partícula que se encuentra completamente fuera del Modelo Estándar de física».
El Modelo Estándar ha tenido éxito desde que lo usamos, pero no ha podido explicarlo todo. Por ejemplo, el modelo no explica adecuadamente la gravedad y la expansión acelerada del universo.
Ahí es donde está la física más allá del Modelo Estándar (BSM). Algunas de esas teorías incluyen la teoría de cuerdas y dimensiones adicionales.
La teoría de Fox
La teoría de Fox se basa en un tipo de BSM llamado supersimetría. Dijo Fox a la placa base: «Argumentamos que si los eventos ANITA se interpretan correctamente, entonces requieren algo más allá de la partícula del Modelo Estándar».
«Las propiedades probables de la partícula parecen consistentes al menos de alguna manera con las propiedades predichas del stau en algunos modelos supersimétricos». Para profundizar en lo desconocido cuando se trata de estos rayos cósmicos que apuntan hacia arriba, también deben observarse en otros lugares.
Fox y sus colegas dieron el primer paso al analizar los datos del Observatorio de Neutrinos IceCube en el Ártico.
A pesar de la diferencia en los sistemas de detección, se identificaron 3 eventos en los datos que eran análogos a los rayos cósmicos observados por ANITA en la Antártida.
La teoría de Fox es solo una interpretación de los datos de ANITA. La cuarta misión ANITA se lanzó en 2016. Los investigadores esperan que sus datos, una vez analizados por completo, revelen ejemplos adicionales de estos rayos cósmicos inusuales.
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