Algo estranho está acontecendo acima da paisagem congelada da Antártida.
Quando os cientistas lançaram uma missão científica de balão chamada Antena Impulsiva Transiente Antártica (ANITA) sobre o continente em 2006, um raio cósmico emitiu um sinal de um dos seus instrumentos. Isso não é tão estranho. Os raios cósmicos voam do espaço profundo o tempo todo e ANITA pode detectá-los e medir suas energias. Mas nesta ocasião o raio cósmico não veio de cima, veio de baixo . Esta partícula de alta energia emergiu do gelo e viajou para cima através da atmosfera. Isso não é algo que os raios cósmicos devam fazer.
Durante outro voo da ANITA em 2014, aconteceu novamente .
Os raios cósmicos vêm de alguns dos lugares mais energéticos do universo – desde supernovas até as bocas rodopiantes dos buracos negros . Ver um raio cósmico emergir da Terra sugere que esta partícula viajou do espaço profundo e passou direto pelo planeta antes de emergir do outro lado. De acordo com a física, porém, isso é impossível.
O problema dos raios cósmicos, que são prótons e núcleos atômicos de alta energia, é que eles têm grandes seções transversais. Em outras palavras, eles não têm problemas em interagir com a matéria. Se um raio cósmico atingir a Terra, ele será interrompido pela atmosfera, como uma bala atingindo um bloco de concreto. Por outro lado, os neutrinos têm seções transversais muito pequenas, o que significa que essas partículas fantasmagóricas atravessam a matéria como se ela nem existisse. Os neutrinos interagem tão fracamente com a matéria que triliões deles passam livremente pelos nossos corpos a cada segundo. Mas as partículas que ANITA detectou não eram neutrinos, eram (o que parecem ser) raios cósmicos, e passaram direto pelo nosso planeta como se ele nem estivesse lá. Francamente, estes raios cósmicos não são normais.
Agora, os investigadores revisitaram estes eventos ANITA num estudo apresentado em setembro de 2018 e encontraram três deteções semelhantes de raios cósmicos ascendentes numa outra experiência na Antártica chamada IceCube, um detetor de partículas que está enterrado no gelo. Eles chegaram a uma conclusão surpreendente: estes não são raios cósmicos regulares do Modelo Padrão ; eles poderiam ser evidências de física exótica.
A física exótica refere-se à física que atualmente não entendemos, e os cientistas referem-se a ela como “física além do Modelo Padrão”. O Modelo Padrão é uma espécie de livro de receitas que diz ao universo como as partículas subatômicas (de elétrons a fótons e quarks) devem se comportar. Quando o Grande Colisor de Hádrons (LHC) descobriu o bóson de Higgs em 2012 – a partícula que dá massa à matéria – o Modelo Padrão estava completo; a estrutura teórica que descreve todas as interações até as escalas subatômicas foi encerrada.
Houve, no entanto, um problema. Na verdade, foram vários. O Modelo Padrão não explica o que são matéria escura e energia escura. Também não pode explicar por que a maior parte do universo é feita de matéria e não de antimatéria. Há também a questão da massa dos neutrinos – o Modelo Padrão também fica aquém disso. Existem muitos mistérios que não podem ser explicados pelo livro de receitas do Modelo Padrão, por isso os físicos estão trabalhando duro tentando encontrar evidências de um livro de receitas que governa o universo nas sombras.
De forma enlouquecedora, as experiências mais complexas na Terra ainda não encontraram qualquer evidência conclusiva deste reino sombrio, embora existam pistas. E, de acordo com os investigadores que investigam as anomalias ANITA e IceCube, estas deteções de raios cósmicos podem ter aberto uma janela para a física além do Modelo Padrão, fornecendo evidências de partículas que se parecem com raios cósmicos, mas que não se comportam como raios cósmicos.
“[Sob] extrapolações conservadoras das interações [do modelo padrão], não há partícula que possa se propagar através da Terra […] nessas energias e ângulos de saída. Exploramos aqui se partículas “além do Modelo Padrão” são necessárias explicar os eventos ANITA, se interpretados corretamente, e concluir que sim”, escrevem os pesquisadores em seu estudo .
“Supersimetria” (ou SUSY) é um hipotético livro de receitas de física exótica que pode ajudar a explicar o que está acontecendo. Esta hipótese sugere que todas as partículas que conhecemos e amamos possuem partículas SUSY (também conhecidas como “partículas”). Essas partículas dariam equilíbrio ao Modelo Padrão e poderiam explicar alguns dos mistérios que confundem físicos e cosmólogos. Poderiam esses raios cósmicos fantasmas ser na verdade um tipo totalmente diferente de partícula emergindo da supersimetria?
É muito cedo para dizer e são necessários mais dados, mas é tentador pensar que podemos ter vislumbrado acidentalmente a física além do Modelo Padrão no local mais extremo da Terra.
Agora isso é interessante
Uma partícula também é conhecida como superparceiro. Preferimos partículas.
