El experimento ANITA ha registrado a 40 km de altura unas señales imposibles de explicar con la física actual, lo que abre la puerta a la existencia de nueva materia.
Qué: una ráfaga de pulsos de radio de origen desconocido. Quién: el equipo internacional que opera la Antena Transitoria Impulsiva Antártica (ANITA). Cuándo: observaciones previas publicadas en marzo en Physical Review Letters. Dónde: sobre el hielo de la Antártida, a 40 kilómetros de la superficie. Por qué y cómo: las señales llegan desde ángulos tan pronunciados que deberían haberse desvanecido tras atravesar miles de kilómetros de roca; sin embargo, llegan intactas, desafiando los modelos de interacción de partículas.
Un problema sin dueño
Las antenas de ANITA, suspendidas de un globo estratosférico, están diseñadas para “escuchar” neutrinos cósmicos de ultraalta energía reflejados en la capa superficial del continente helado. En esta ocasión, los pulsos procedían de debajo del horizonte, 30 grados bajo el hielo, una dirección incompatible con la trayectoria esperada para neutrinos.
“Es un problema interesante, porque aún no tenemos una explicación concreta de esas anomalías”, admite la investigadora de Penn State Stephanie Wissel, miembro del proyecto. El equipo ha descartado que se trate de la famosa “partícula fantasma”.
Neutrinos fuera de juego
Los neutrinos cruzan la materia casi sin dejar rastro. Mil millones atraviesan cada segundo la uña de un pulgar, recuerda Wissel, y apenas interactúan. Esa misma cualidad los vuelve difíciles de cazar, de ahí que instrumentos como ANITA se eleven por encima de cualquier interferencia terrestre.
Sin embargo, los ángulos registrados ahora son tan extremos que impedirían al neutrino llegar con la energía suficiente para producir la señal de radio captada.
Luces sobre un hielo silencioso
El detector suele distinguir entre “lluvias de hielo”, generadas cuando un neutrino tau impacta contra la capa helada, y “lluvias de aire”, originadas en la atmósfera. Comparar ambos patrones permite reconstruir la trayectoria de la partícula madre, pero en este caso el ángulo invalida el retroceso. Ni IceCube ni el Observatorio Pierre Auger han visto nada equivalente, lo que refuerza el carácter anómalo del hallazgo.
¿Materia oscura o nueva interacción?
Sin encajar en el catálogo de partículas estándar, la señal se suma a la corta lista de indicios experimentales que sugieren la presencia de física más allá del modelo. Podría tratarse, especulan los autores, de una partícula aún no descrita o de una interacción inédita, quizá relacionada con la materia oscura que forma el 85 % del Cosmos.
Mirando al futuro
La próxima generación de detectores apunta alto. Penn State lidera la construcción de PUEO, un observatorio aerotransportado más grande y hasta diez veces más sensible que ANITA. “Supongo que se produce algún interesante efecto de propagación de radio cerca del hielo y también cerca del horizonte que no comprendo del todo”, reconoce Wissel, quien confía en que PUEO resuelva el enigma: “En principio, deberíamos detectar más anomalías y quizá comprendamos realmente qué son”. Si además logra atrapar los elusivos neutrinos, el salto será doblemente valioso para la astrofísica.
Mientras tanto, los pulsos permanecen como un eco que viene del hielo y que ningún modelo sabe silenciar, la clase de misterio que mantiene encendida la búsqueda de lo desconocido.