Detectan una de las partículas más potentes jamás halladas y los científicos no saben de dónde vino

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Un grupo de especialistas registró una partícula que impactó en la Tierra con una energía no vista en tres décadas. Ahora, los científicos están confundidos, puesto que no comprenden de dónde apareció ese raro y potente viajero espacial. Especialistas rusos que participaron en su análisis comparten con Sputnik las hipótesis más relevantes.

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En 1991, los físicos detectaron una partícula procedente del espacio que se estrelló contra la Tierra con tanta energía que mereció un “¡OMG!”. Desde entonces, la partícula de unos increíbles 320 quintillones de electronvoltios se conoce popularmente como Oh-My-God, pero ahora parece tener un rival.

 

Investigadores de Rusia, EEUU, Japón, Corea del Sur y Bélgica han hallado una nueva partícula de energía comparable. Detectada en 2021 por el proyecto Telescope Array en Utah, Estados Unidos, la partícula tenía una energía de unos 240 exaelectronvoltios (1018 electronvoltios). Esto equivale a la energía cinética de una pelota de béisbol viajando a 100 km/h.

Se trata de “una cantidad enorme de energía, pero en un objeto diminuto”, indica John Matthews, físico de astropartículas de la Universidad de Utah, citado por Science News. Y, misteriosamente, los científicos son incapaces de señalar ningún origen cósmico.

El Telescope Array vigila un área de 700 kilómetros cuadrados utilizando más de 500 detectores fabricados con centelleadores de plástico, material que emite luz cuando es golpeado por una partícula cargada.

En la primera etapa de la investigación, los físicos rusos de la Academia de Ciencias de Rusia (RAN, por sus siglas en ruso) procesaron la señal recibida de todas las estaciones de Telescope Array y llegaron a una conclusión de que lo más probable es que esta partícula sea un protón o el núcleo de un átomo.

“Se determinó con un alto grado de certeza que la partícula no puede ser un cuanto de rayos gamma. Esto no nos permite asociarla a ningún proceso fuera del Modelo Estándar de la física de partículas”, explica a Sputnik el físico de la RAN y uno de los participantes en el estudio, Iván Jaruk.

En la segunda etapa, la trayectoria de la partícula se correlacionó con un mapa tridimensional del universo. Resultó que en la dirección desde la que, según los cálculos, voló la partícula, no hay ningún objeto que pudiera ser una fuente potencial de un potente rayo.

“La partícula procedía de una región vacía del Universo local, lo cual indica su fortísima desviación de la fuente (…) Esto, a su vez, sugiere que su fuente, aunque no se ha identificado explícitamente, está relativamente cerca de nuestra Galaxia”, profundiza Mijaíl Kuznetsov, otro investigador ruso.

Anteriormente, la mayoría de las partículas de ultraalta energía detectadas por el Telescope Array procedían principalmente de la misma zona de 20 grados en dirección a la constelación de la Osa Mayor. Ahora la dirección es bastante diferente, y los científicos esperan que un estudio más detallado de esa nueva partícula permita acotar la gama de posibles fuentes de todos los rayos cósmicos de energías ultraaltas.

Sea cual sea su origen, las partículas deben proceder de un entorno cósmico relativamente cercano. Rastrear la ubicación de la partícula es complicado.

“El problema es que cuando se detecta un rayo cósmico de alta energía en la Tierra, la dirección de llegada que se obtiene no apunta a la fuente porque se desvía por (…) cualquier campo magnético que se encuentre en el camino”, argumenta la colaboradora del Telescope Array y físico de astropartículas, Noémie Globus, citada por el portal Science News.

Los campos magnéticos presentes en la Vía Láctea y sus alrededores dispersan los rayos cósmicos como la niebla dispersa la luz, y para rastrear una partícula hasta su punto de origen, los científicos deben tener esto en cuenta. Pero ese rastreo solo les permitió detectar el vacío cósmico, una zona del espacio en la que hay pocas galaxias y, mucho menos, procesos violentos.

Tales fenómenos son interesantes porque, debido a su energía récord, son menos desviados por los campos magnéticos cósmicos y, al parecer, nos llegan desde fuera de la Galaxia y pueden servir de canal fundamentalmente nuevo para obtener información sobre objetos extragalácticos.

Por fin, existe la opinión de que las observaciones de los rayos cósmicos de energías ultraaltas se convertirán en la “astronomía de una nueva generación”, y pueden permitir en el futuro ampliar los límites del Modelo estándar de la física de partículas, que describe la estructura fundamental de la materia y el vacío considerando las partículas elementales como entes irreducibles.

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