Neutrinos: partículas misteriosas medidas en la Antártida desafían la física Moderna
Señales procedentes del hielo desconciertan a los físicos pues podrían desafiar al Modelo Estándar, vigente en la actualidad
Uno de los pilares de la física moderna, el Modelo Estándar de partículas, empieza a dejar de aguantar en base a nuevos eventos medidos en la Antártida. Los físicos saben que es una teoría incompleta y, ahora, una serie de experimentos sugieren la posibilidad de nuevas especies de neutrinos más allá de los tres descritos en el modelo.
Los neutrinos son partículas elementales subatómicas que surgen en procesos nucleares, tienen una masa muy pequeña y no presentan carga. Estas partículas suelen pasar a través de los materiales, salvo las de un tipo.
“Hay tres familias de neutrinos: los electrónicos, los muónicos y los tauónicos . Los neutrinos en la naturaleza pueden tener energías diferentes. Los de bajas energías pueden pasar a través de los materiales, mientras que los de energías muy elevadas interactúan mucho más con la materia. En general, el Modelo Estándar predice que los de muy altas energías no pueden atravesar la Tierra o, mejor dicho, la probabilidad de que la atraviesen es muy, muy baja”, explica Gianluca Calcagni, físico del IEM-CSIC.
En 2016, partículas de muy alta energía parecían haber cruzado a través del hielo de la Antártida, activando los detectores en el experimento de la Antena Antártica de Impulso Transitivo (ANITA, por sus siglas en inglés), un aparato encargado de medir neutrinos a más de 30 kilómetros de la superficie de la Tierra. Eran muy semejantes a neutrinos de alta energía, y eso contradecía la teoría.
Muchos de estos neutrinos provienen de las interacciones de los rayos cósmicos con la radiación cósmica de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), el tenue resplandor del Big Bang, fenómeno conocido como “flujo”. Tanto ANITA como el telescopio de neutrinos IceCube, situado en el Polo Sur, ya habían medido cómo se muestra el flujo cósmico en sus sensores, y no produce suficientes partículas de alta energía como para esperar detectar ni si quiera uno volando fuera de la Tierra.
Una posible explicación acorde con el modelo estándar era que las partículas procedían de una única fuente que había emitido una gran cantidad de neutrinos de esta energía: rayos cósmicos, disparadores de ráfagas de neutrinos escondidos en el espacio que se activarían periódicamente y cuyas partículas llegarían a la Tierra
A partir de ahí, un equipo de físicos que trabajan en el IceCube trató de comprobar si esta explicación podía ser válida. Si las partículas eran neutrinos impulsados por los fogonazos cósmicos del Modelo Estándar, entonces el rayo debería haber venido acompañado por partículas de más bajas energía que habrían disparado los detectores del IceCube.
ANITA en realidad detecta ondas de radio, una señal indirecta de los neutrinos. Al no detectar el neutrino en sí solo recoge los de más alta energía. Por ello recurrieron al IceCube que puede encontrar estas partículas de manera directa y, por tanto, detectar neutrinos de un mayor rango de energías. Pero los investigadores del IceCube no hallaron ninguna evidencia de tales aceleradores cósmicos.
“De este modo el experimento pudo falsear esta hipótesis, porque si hubiese sido cierta, IceCube habría observado neutrinos de otras energías que no observaron. Entonces se descartó la fuente altamente energética como origen”, dice Calcagni.
Lo que sí detectó el observatorio de neutrinos fueron varias partículas adicionales que no coinciden con el comportamiento esperado de ninguna del Modelo Estándar que además apoyaban las medidas de ANITA. A partir de ahí, el equipo de físicos que del IceCube ha arrojado grandes dudas sobre la explicación de modelo.
“Los eventos registrados por ANITA se llaman “anómalos” porque, si la teoría es correcta, entonces no se deberían observar. Entonces ahora hay dos posibilidades: o se trata de un error sistemático del experimento o hay algún fenómeno que va más allá del Modelo Estándar”, explica Calcagni.
Si efectivamente la ciencia necesita una nueva física para desentrañar el misterio porque, por ejemplo, los neutrinos medidos se traten de otras partículas similares, aún no puede apostar por una explicación concreta pues no dispone de datos suficientes y requiere de más tiempo para resolver el problema.
Fuente: lavanguardia.com
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