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Un conjunto de instrumentos científicos a bordo de globos estratosféricos detectó pulsos de radio inusuales sobre la Antártida, que podrían ser indicios de una partícula aún desconocida. El hallazgo, publicado en el Physical Review Letters, proviene del experimento ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna), diseñado para operar a unos 40 kilómetros de altitud con el objetivo de captar neutrinos cósmicos de ultra alta energía.
Normalmente, ANITA registra señales reflejadas en el hielo. Pero en este caso, los pulsos provenían de debajo del horizonte, una dirección que no puede explicarse con los modelos actuales de física de partículas.
“No tenemos una explicación para estas anomalías”, comunicó Stephanie Wissel, investigadora de Penn State. “Lo que sabemos es que probablemente no sean neutrinos”.
Qué vuelve a estas señales tan extrañas
Las ondas de radio detectadas por ANITA llegaron con una inclinación de 30° por debajo de la superficie del hielo, lo que indica que la partícula que las generó tuvo que atravesar el interior del planeta antes de emerger desde el suelo antártico.
En condiciones normales, una partícula que intenta recorrer miles de kilómetros de roca sólida —como sería el caso al cruzar la Tierra desde el hemisferio norte hasta la Antártida— interactuaría con la materia y se detendría o desviaría antes de llegar a la superficie. Por eso, se esperaría que cualquier señal resultante fuera extremadamente débil o directamente inexistente. Sin embargo, en este caso, la señal fue clara y fuerte, algo que no concuerda con el comportamiento previsto por la física de partículas conocida.
ANITA y la búsqueda de neutrinos
El objetivo principal de ANITA es detectar neutrinos, partículas elementales sin carga eléctrica, y casi sin masa, que interactúan muy raramente con la materia. De hecho, miles de millones de neutrinos atraviesan nuestro cuerpo cada segundo sin dejar rastro. Si uno es detectado, significa que viajó grandes distancias por el universo sin colisionar con nada, lo que los convierte en mensajeros ideales de eventos cósmicos extremos, como supernovas o agujeros negros.
“Podríamos estar viendo un neutrino que viene desde el borde del universo observable”, explicó Wissel.
Para captar estos eventos, ANITA utiliza un principio basado en la detección de cascadas de partículas. Cuando un neutrino del tipo tau impacta contra una molécula del hielo, genera una partícula hija llamada leptón tau, que se desintegra casi de inmediato. Esa desintegración produce una cascada de partículas subatómicas que emite una breve señal de radio, detectable por los instrumentos a gran altitud.
Analizando la dirección de esa señal, los científicos pueden reconstruir la trayectoria del neutrino. Pero en este caso, la inclinación de la señal es mayor a lo que permiten las teorías actuales, impidiendo rastrear su origen.
Además, otros observatorios como IceCube, en el Polo Sur, y el Observatorio Pierre Auger, en Argentina, no registraron ningún evento coincidente, lo que refuerza lo inusual del fenómeno.
¿Una nueva partícula? ¿Materia oscura?
Dado que el comportamiento observado no coincide con el de los neutrinos conocidos, los investigadores clasificaron las señales como anómalas. Una de las hipótesis más audaces es que podrían estar vinculadas a una nueva partícula o incluso a materia oscura, la sustancia invisible que constituye el 85% de la materia del universo, pero que hasta ahora no ha sido detectada de forma directa.
En busca de respuestas, el equipo ya trabaja en una nueva generación de detectores: el instrumento PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations), más sensible y con mayor capacidad de detección, que también operará desde la estratósfera antártica.
“Exploramos varias posibles explicaciones relacionadas con cómo se propagan las señales de radio cerca del hielo, pero ninguna encaja del todo”, dijo Wissel. “Cuando volemos con PUEO, esperamos detectar más anomalías y, tal vez, entender qué las causa. Incluso podríamos detectar neutrinos, lo que sería aún más emocionante”.
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