La Sonda ANITA, junto al globo atmosférico en el que viajó.
Photo: NASA

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.

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El descubrimiento primero dej√≥ completamente fuera de juego a los f√≠sicos. Normalmente la radiaci√≥n c√≥smica ‚Äúcae‚ÄĚ sobre nosotros, no surge de debajo del suelo, pero lo que los sensores de ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) estaban detectando era precisamente eso.

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.

Photo: NASA

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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 est√°ndar de la f√≠sica actual tiene problemas para expliacr ciertos fen√≥menos como la gravedad o los neutrinos. La ciencia lleva d√©cadas desarrollando diferentes modelos te√≥ricos que traten de abarcar estas regiones inexploradas. La teor√≠a de cuerdas o la teor√≠a del todo son solo dos de ellos. Otro es el de la supersimetr√≠a. Seg√ļn este modelo te√≥rico cada part√≠cula elemental del universo lleva emparejada una versi√≥n mucho m√°s pesada y energ√©tica llamada superpart√≠cula. As√≠ un electr√≥n llevar√≠a emparejado un selectr√≥n, un quark llevar√≠a emparejado un squark, etc...

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Ninguna de estas part√≠culas ha sido descubierta a√ļn porque, siempre seg√ļn la teor√≠a de supersimetr√≠a, carecemos del instrumental lo bastante potente como para generarlas en laboratorio. Los aceleradores de part√≠culas, en otras palabras, no dan m√°s de s√≠. La hip√≥tesis del f√≠sico Derek Fox y sus colegas en la Universidad del Estado de Pennsylvania es precisamente que la radiaci√≥n detectada por las diferentes misiones ANITA sobre la Ant√°rtida es una de estas part√≠culas. Concretamente creen que se trata de un stau, la versi√≥n superpesada y energ√©tica de un tau. El modelo te√≥rico de la supersimetr√≠a predice la existencia del stau y postula que la part√≠cula puede atravesar el planeta de parte a parte y decaer en otro tipo de part√≠cula supersim√©trica que sea detectable por la sonda ANITA.

Photo: NASA

La base de esta teoría es que el ángulo y trayectoria de las partículas detectadas por ANITA no se pueden explicar dentro del model 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.

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¬ŅCu√°l es el siguiente paso en esta fascinante investigaci√≥n? Ahora mismo la comunidad de f√≠sicos se encuentra estudiando los datos obtenidos por la √ļltima misi√≥n ANITA en 2016. Incluso aunque descubran m√°s de estas part√≠culas, queda un largo trabajo por delante para confirmar si realmente son stau. La buena noticia es que ello dar√≠a a la f√≠sica un nuevo campo de estudio y una direcci√≥n a la que apuntar sus investigaciones. [Arxiv v√≠a Scientific American]