¿Descubrió ANITA algo nuevo?

por para Ciencia Hoy el . Publicado en Grageas, Número 162.

El detector ANITA en la base antártica McMurdo. Consiste en un conjunto de antenas diseñado para sobrevolar el continente antártico en busca de las señales de radio que pudiesen emerger de un área de unos 1,5 millones de kilómetros cuadrados de hielos prístinos prácticamente libre de señales radiales de otro origen.

El modelo matemático con el que los físicos representan actualmente los constituyentes últimos de la materia se denomina el modelo estándar de las partículas elementales. Fue desarrollado a lo largo de cuatro décadas y tuvo muchos aciertos, es decir, predicciones que luego se verificaron experimentalmente. La última de ellas fue la detección del bosón de Higgs en el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) en 2012.

Sin embargo, existe consenso en que el modelo estándar no puede ser la última palabra en la descripción del universo. Para empezar, no refleja los constituyentes, hasta ahora desconocidos, de la materia oscura, que da cuenta del 85% de la masa constatada indirectamente en el universo conocido. Tampoco contiene la fuente de la energía oscura que está impulsando la aceleración de la expansión universal.

Más allá de estas carencias, existen argumentos teóricos, como la ausencia de simetría y la enorme cantidad de parámetros que deben usarse para lograr que el modelo realice las predicciones que hace. Es decir, se objeta la estructura matemática y la complejidad del modelo.

Por estas razones, entre otras, los científicos se han lanzado a la búsqueda de resultados experimentales ‘más allá del modelo estándar’, los que permitirían extenderlo para abarcar lo ya conocido que omite, e incluso predecir lo que no se conoce. Esta búsqueda, sin embargo, no ha dado hasta ahora demasiados resultados satisfactorios. De hecho, ninguno confirmado.

ANITA es un acrónimo que designa al experimento Antartic Impulsive Transient Antenna, una colaboración internacional conducida por la NASA. Diseñado en 2003, fue lanzado en 2006, y en su primera fase procura medir los rayos cósmicos de ultraalta energía, como los que mide el observatorio Pierre Auger en Malargüe, Mendoza. Cuando un rayo de ese tipo choca con un fotón de la radiación del fondo cósmico –una luz en la longitud de las microondas que permea todo el espacio y es el resabio más conspicuo del Big Bang– produce un neutrino de mucha energía que puede llegar a la Tierra.

Si esa partícula atraviesa nuestro planeta y emerge por la Antártida, en los 3km de espesor de la capa de hielo que traspasa se generan pulsos de radio en la frecuencia de las microondas que es posible detectar. ANITA es un detector de tales pulsos que sobrevuela el continente antártico colgado de un globo a unos 37,5km de altura.

El 25 de septiembre pasado el equipo a cargo del detector anunció haber captado dos veces señales que no pueden ser atribuidas a partículas incluidas en el modelo estándar. Si bien el análisis de las señales que pudieron hacer fue exhaustivo, el número de ellas fue escaso. Pero los científicos consideraron que otro detector antártico de neutrinos, IceCube, situado en la base polar Amundsen-Scott, había identificado tres casos de señales anómalas. Cinco casos son, sin embargo, aún escasos, pero han despertado una intensa expectativa. La puerta ha quedado abierta para confirmar o refutar si estamos ante una nueva física o solo ante fallas de detección o interpretación.

Más información en la página de ANITA (https://www.phys.hawaii.edu/~anita/) y en FOX DB et al., 2018, ‘The ANITA anomalous events as signatures of a beyond standard model particle, and supporting observations from IceCube’, arXiv, 1809.09615, accesible en https://arxiv.org/pdf/1809.09615.pdf.

Aníbal Gattone

agattone@unsam.edu.ar