La antimateria detectada en la Estación Espacial Internacional podría revelar nueva física
Hace ocho años, la Estación Espacial Internacional detectó extrañas partículas de antimateria que desafían toda nuestra comprensión de la física. Ahora, los investigadores han propuesto que misteriosas "bolas de fuego" cósmicas podrían ayudar a explicar la detección.
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Las partículas de antimateria detectadas en la Estación Espacial Internacional (ISS) pueden ser evidencia de una física desconocida, sugiere una nueva investigación.
Las partículas, versiones de antimateria de los núcleos de helio, pueden haber sido producidas por bolas de fuego cósmicas, y los físicos no pueden explicar cómo se formaron esas bolas de fuego utilizando el modelo estándar, la teoría que describe el zoológico de partículas subatómicas.
Todas las partículas elementales tienen sus correspondientes antipartículas con cargas eléctricas opuestas, que se aniquilan entre sí al entrar en contacto. La teoría sugiere que la mitad de la materia del universo debería haber sido antimateria, lo que significaría que el universo se habría destruido a sí mismo poco después del Big Bang.
Sin embargo, la antimateria en el universo es escasa y fugaz. Si bien los aceleradores de partículas pueden generar antipartículas a través de colisiones de protones y electrones, y detectores especiales observan antipartículas de colisiones espaciales de alta energía, como las de explosiones de supernovas, éstas generalmente producen solo antipartículas individuales como positrones (antielectrones) y antiprotones.
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Sin embargo, hace unos ocho años, el espectrómetro magnético Alfa (AMS-02) a bordo de la ISS detectó alrededor de 10 núcleos de antihelio. Estos núcleos constaban de dos antiprotones y uno o dos antineutrones (para las versiones antihelio-3 y antihelio-4, respectivamente). Si se confirma mediante análisis adicionales, el descubrimiento desafiaría el modelo estándar de la física de partículas.
Según el modelo estándar, producir antihelio-4 requiere que al menos tres o cuatro antiprotones y antineutrones estén lo suficientemente cerca entre sí y se muevan lo suficientemente lento como para permanecer juntos, coautor del estudio Michael A. Fedderke. , dijo a Live Science en un correo electrónico un investigador postdoctoral en el Instituto Perimeter de Física Teórica de Canadá. Según estos requisitos, se produciría un antihelio-4 por cada 10.000 antihelio-3.
"Lo realmente interesante de los eventos candidatos AMS-02 es que los datos parecen ser consistentes con aproximadamente un evento de antihelio-4 por cada dos o tres eventos de antihelio-3", dijo Fedderke. Eso está muy por encima de lo que predice el modelo estándar. .
En el nuevo estudio, publicado el 21 de junio en la revista Physical Review D, el equipo intentó explicar esta discrepancia utilizando objetos hipotéticos llamados bolas de fuego. Estas bolas de fuego podrían ser el resultado de fenómenos actualmente no observados, como la colisión de grupos extremadamente densos de materia oscura, una sustancia misteriosa que constituye alrededor del 80% de la materia del universo pero que no interactúa con la luz, por lo que no puede hacerlo. t ser observado directamente.
"Una bola de fuego es una región densa y energética del espacio que contiene una gran cantidad de antipartículas", dijo a WordsSideKick.com el coautor del estudio Anubhav Mathur, estudiante de doctorado en la Universidad Johns Hopkins. "Una vez formado, se expande a una velocidad cercana a la de la luz, liberando antiprotones, antineutrones y antihelio al entorno circundante. Posteriormente, los antinúcleos viajan hacia el exterior y algunos de ellos llegan a la Tierra, donde pueden ser detectados".
Los investigadores modelaron bolas de fuego de diversos tamaños y comportamientos. Descubrieron que si las bolas de fuego eran grandes objetos "compuestos" hechos de muchas partículas de materia oscura, entonces la cantidad de núcleos de antihelio que producían coincidía bien con los resultados preliminares detectados a bordo de la ISS, dijo Fedderke.
Si bien estos hallazgos son prometedores, todavía son preliminares y requieren mayor validación. Los estudios de seguimiento ayudarán a determinar si su hipótesis es correcta.
"En el aspecto observacional, esperamos que AMS-02 complete su análisis de sus eventos candidatos de antihelio, así como que tome más datos en el futuro que puedan arrojar más luz sobre este enigma", dijo Fedderke.
El proyecto General AntiParticle Spectrometer (GAPS), que lanzará un globo sobre la Antártida a finales de este año para detectar rayos cósmicos de antimateria, incluidos núcleos de antihelio, también podría arrojar luz sobre el asunto, añadió Fedderke.