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Tecnología y ciencia
Un equipo científico registró 13 señales de radio inusuales bajo el hielo de la Antártida, posiblemente la primera evidencia experimental de la radiación Askaryan.
Cuando una piedra impacta con fuerza en un estanque tranquilo, lo que ocurre bajo la superficie es invisible, pero las ondas que se expanden en el agua sí pueden observarse. Algo similar ocurre en el hielo antártico, donde un equipo de investigadores ha detectado 13 señales de radio que podrían representar la primera evidencia experimental de un fenómeno predicho hace más de seis décadas.
El físico soviético Gurgen Askaryan pronosticó en 1962 un comportamiento que hoy se conoce como "radiación Askaryan": una señal de radio extremadamente débil que se genera cuando una partícula cósmica de alta energía atraviesa un medio denso, dejando a su paso una estela de partículas cargadas. Aunque esta teoría se había demostrado en laboratorio, nunca antes se había observado en condiciones naturales.
Ahora, el proyecto Array ARA (una alianza de investigadores e instituciones especializadas en física de partículas y astrofísica) ha publicado un estudio en la revista Physical Review Letters donde reporta el hallazgo de señales de radio enigmáticas que, según los científicos, constituirían la primera detección experimental de este fenómeno dentro del hielo.
Durante una campaña de observación que duró 208 días en 2019, realizada en la Antártida, los investigadores registraron 13 señales de radio inusuales que parecían provenir de debajo de la superficie del hielo. Mediante modelos de simulación avanzados, el equipo analizó las características de estas señales: su dirección de llegada, frecuencia, forma de onda y orientación del campo eléctrico.
Los resultados mostraron que todas estas propiedades coincidían de manera significativa con las predicciones teóricas de la radiación Askaryan, generada por la interacción de los rayos cósmicos con el hielo. La probabilidad de que estas señales fueran producto de interferencias o fuentes terrestres aleatorias es de una entre 3,5 millones, lo que equivale a una significancia estadística de 5,1 sigma, el umbral que en física se utiliza para anunciar descubrimientos confirmados.
Los investigadores creen que estas señales fueron producidas por núcleos densos de cadenas de rayos cósmicos que penetraron las capas superiores del hielo, provocando reacciones de partículas que emitieron ondas de radio breves. Este descubrimiento representa un avance importante para el proyecto Array ARA en su objetivo principal: detectar neutrinos de ultra alta energía, partículas cósmicas extremadamente raras capaces de atravesar la materia casi sin interactuar.
Para distinguir entre estos neutrinos y los rayos cósmicos, los científicos se basan en el ángulo y la profundidad de la señal dentro del hielo. Mientras que los rayos cósmicos generalmente solo afectan las capas superficiales, los neutrinos pueden penetrar a mayores profundidades y generar señales desde ángulos diferentes.
Con la expectativa de que se publiquen datos ampliados que cubran años adicionales de observación en todas las estaciones del proyecto Array ARA, el equipo científico espera confirmar más candidatos de estas partículas esquivas, lo que podría abrir una nueva ventana para comprender los fenómenos más energéticos y misteriosos del universo.
