Notas de prensa

O IGFAE coordina a análise duns misteriosos eventos procedentes do xeo da Antártida

As características destes sinais electromagnéticos lembraban ás das producidas por fervenzas ou choivas de partículas xeradas na colisión de partículas altamente enerxéticas coa atmosfera. Pero, neste caso, estas partículas chegaban desde unha dirección contraria á habitual: no canto de proceder do ceo, viñan desde abaixo cara arriba. Isto levou a propoñer que poderían ser neutrinos (partículas case sen masa, que raramente interactúan coa materia), que atravesaron o planeta e producirían unha fervenza de partículas ao emerxer.

Con todo, esta explicación pronto atopou problemas ás enerxías extremadamente altas que deberían ter os neutrinos para explicar a intensidade dos sinais observados en ANITA, estes terían que ser absorbidos pola Terra, non poderían simplemente atravesala. Ademais, se este tipo de eventos fose común, terían que detectarse tamén noutros observatorios, como os Observatorios Pierre Auger (situado en Arxentina) ou IceCube (localizado na propia Antártida).

Neste contexto, a colaboración de Pierre Auger, na que participa o IGFAE, recompilou e analizou os datos observados entre 2004 e 2018 pola súa rede de detectores, que se estende ao longo e ancho de 3.000 km2 na provincia arxentina de Mendoza, así como polos seus 27 telescopios de luz fluorescente. Os resultados publicáronse recentemente na revista Physical Review Letters, nunha análise levada a cabo pola colaboración internacional Pierre Auger, e coliderada por Enrique Zas, investigador do IGFAE e catedrático da USC. E a pesar de que se refugan algunhas das hipóteses sobre estes sinais, non se puido despexar totalmente a incógnita sobre a súa orixe.

No artigo descártase que os dous eventos anómalos detectados por ANITA poidan explicarse mediante choivas de partículas coñecidas ou interaccións previstas polo Modelo Estándar da física de partículas. Só se atopou un evento compatible con estas características, consistente co esperado debido a imperfeccións na reconstrución, pero nun número moi inferior ás decenas de eventos que deberían detectarse se os fenómenos observados por ANITA fosen comúns.

“Demostramos que estes dous eventos anómalos non poden deberse a choivas de aire que se desenvolven na atmosfera en dirección ascendente. Isto descarta a maioría das explicacións baseadas en nova física máis aló do Modelo Estándar que se suxeriron. Pero o misterio destes dous eventos aínda non se resolveu”, resume Enrique Zas.

Coas explicacións máis plausibles descartadas, a comunidade científica mira agora cara a fenómenos menos explorados. “Unha posibilidade é que os sinais rexistrados por ANITA non proveñan de partículas que atravesaron a Terra, senón dalgún tipo de reflexo anómalo de ondas de radio no xeo antártico aínda non comprendido”, engaden Enrique Zas e Jaime �lvarez-Muñiz, investigadores do IGFAE, que conclúen: “Este tipo de interpretación requiriría un estudo máis detallado da estrutura do xeo antártico e de como poderían amplificarse ou deformarse os sinais en certas condicións”.

O papel do Observatorio Pierre Auger

Nesta análise tiveron especial relevancia os telescopios de fluorescencia do Observatorio Pierre Auger, que captan a fluorescencia emitida polo nitróxeno atmosférico cando unha choiva de partículas cruza a atmosfera. Grazas a esta técnica foi posible descartar que os eventos detectados por ANITA tivesen a súa orixe nas choivas de partículas ascendentes.

O Observatorio Pierre Auger, actualmente en proceso de actualización, continuará sendo clave para explorar estes fenómenos que implican o estudo das astropartículas. O Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), centro mixto da USC e a Xunta de Galicia, é un dos membros fundadores desta colaboración, que naceu a comezos do século XXI. Actualmente o persoal do centro segue ocupando postos de alta responsabilidade na colaboración científica, que implica a preto de 500 persoas de case un centenar de institucións de todo o mundo.

Ademais de Enrique Zas e Jaime �lvarez-Muñiz, asinan o artigo os investigadores do IGFAE Juan Ammerman Yebra, Sergio Cabana Freire, Lorenzo Cazón Boado, Marvin Gottowik, Yago Lema Capeáns, Miguel Martins, Gonzalo Parente e Felix Riehn.