La Antártida está emitiendo radiación cósmica, y eso podría cambiar para siempre la física que conocemos

La Antártida está emitiendo radiación cósmica, y eso podría cambiar para siempre la física que conocemos

En 2006, la NASA lanzó sobre la Antártida una sonda destinada a medir la radiación cósmica que cae sobre nuestro planeta. La sonda pronto comenzó a detectar estas partículas, pero había algo muy raro en un porcentaje de ellas: procedían de abajo, del hielo de la Antártida.

El descubrimiento primero dejó completamente fuera de juego a los físicos. Normalmente la radiación cósmica "cae" sobre nosotros, no surge de debajo del suelo, pero lo que los sensores de ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) estaban detectando era precisamente eso.

Foto: sonda ANITA

Se sabe que algunas partículas de radiación cósmica penetran muy profundo en la corteza terrestre, pero ni una sola de ellas tiene la energía suficiente como para atravesar el planeta y salir por el otro lado. Pronto, el origen de esas partículas que parecen surgir del propio hielo se convirtió en un fascinante misterio que ha durado más de un década.

La semana pasada, un equipo de físicos de la Universidad del Estado de Pennsylvania ha publicado una interesante teoría sobre el origen de esa radiación cósmica que parece originarse en nuestro propio planeta. Si esa teoría demuestra ser cierta, lo que emite el hielo de la Antártida es un nuevo tipo de partícula que se sale completamente del actual modelo estándar de la física y demostraría la validez del modelo de supersimetría.

El modelo estándar de la física actual tiene problemas para explicar ciertos fenómenos como la gravedad o los neutrinos. La ciencia lleva décadas desarrollando diferentes modelos teóricos que traten de abarcar estas regiones inexploradas. La teoría de cuerdas o la teoría del todo son solo dos de ellos. Otro es el de la supersimetría. Según este modelo teórico cada partícula elemental del universo lleva emparejada una versión mucho más pesada y energética llamada superpartícula. Así un electrón llevaría emparejado un selectrón, un quark llevaría emparejado un squark, etc...

Ninguna de estas partículas ha sido descubierta aún porque, siempre según la teoría de supersimetría, carecemos del instrumental lo bastante potente como para generarlas en laboratorio. La hipótesis del físico Derek Fox y sus colegas en la Universidad del Estado de Pennsylvania es precisamente que la radiación detectada por las diferentes misiones ANITA sobre la Antártida es una de estas partículas. Concretamente creen que se trata de un stau, la versión superpesada y energética de un tau. El modelo teórico de la supersimetría predice la existencia del stau y postula que la partícula puede atravesar el planeta de parte a parte y decaer en otro tipo de partícula supersimétrica que sea detectable por la sonda ANITA.

La base de esta teoría es que el ángulo y trayectoria de las partículas detectadas por ANITA no se pueden explicar dentro del modelo estándar de la física. Es más, un estudio separado llevados a cabo por físicos de la Universidad de Ohio apoya la teoría de los stau. En diferentes simulaciones llevadas a cabo en este estudio ni siquiera los neutrinos estériles de alta energía tienen la potencia suficiente como para atravesar el planeta y salir en ese ángulo.

¿Cuál es el siguiente paso en esta fascinante investigación? Ahora mismo la comunidad de físicos se encuentra estudiando los datos obtenidos por la última misión ANITA en 2016. Incluso aunque descubran más de estas partículas, queda un largo trabajo por delante para confirmar si realmente son stau. La buena noticia es que ello daría a la física un nuevo campo de estudio y una dirección a la que apuntar sus investigaciones.