Los informes no oficiales de 10 núcleos de antihelio impactando contra la Estación Espacial Internacional han inspirado a los físicos teóricos a especular más allá de nuestros modelos actuales en busca de una explicación.
Aunque un pequeño puñado de partículas cósmicas puede parecer trivial, la firma de la lluvia de antihelio es lo suficientemente extraña como para que los investigadores traten el evento como una tormenta en un desierto.
En su análisis publicado recientemente, científicos del Instituto Perimeter de Física Teórica de Canadá y de la Universidad Johns Hopkins de Estados Unidos defienden la consideración de la física fuera de los límites actualmente aceptados. Modelo estandarllegando incluso a sugerir materia oscura Podría estar involucrado.
Desde 2011, el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS-02) se encuentra a bordo de la Estación Espacial Internacional, registrando silenciosamente más de 200 mil millones de eventos de rayos cósmicos.
Si bien la mayoría eran partículas comunes y corrientes lanzadas al aire, Grandes distancias del espacio a alta velocidadInformes no publicados sugieren que diez de ellos eran todo menos típicos y consistían en pares de antiprotones pegados a uno o dos antineutrones.
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Cada partícula fundamental de materia “ordinaria”, como los electrones, neutrinosy los quarks, tienen una contraparte correspondiente con las mismas características pero una carga opuesta: un antipartícula.
Teóricamente, las antipartículas como positronesantineutrinos y antiquarks Debería haber surgido de la Big BangLos hornos están en cantidades más o menos iguales que los electrones, los neutrinos y los quarks, anulándose rápidamente entre sí en una nube de rayos gamma.
El hecho de que el Universo esté compuesto de mucho más que un resplandor en expansión de radiación electromagnética sugiere que hay algo que no entendemos del todo sobre el equilibrio de la materia primordial y antimateria.
Así como es posible Exprime una fina niebla de antimateria Mediante el uso de colisionadores de partículas aquí en la Tierra, la naturaleza continúa liberando antiprotones y antineutrones en eventos cataclísmicos de alta energía. Una proporción incluso logrará sobrevivir a la aniquilación. Ocasionalmente chocando con detectores aquí en la tierra.
Las supuestas detecciones del AMS-02 involucraron antiprotones y antineutrones. en forma de núcleos de antihelio – una unión rara que habría requerido que las antipartículas se movieran lentamente y estuvieran densamente compactadas para dar lugar a la partículas subatómicas Una oportunidad para crear vínculos.
Curiosamente, por cada núcleo de antihelio con dos antineutrones, un isótopo llamado antihelio-4, había dos con un solo antineutrón: el antihelio-3. Basándose únicamente en la física establecida, lo mejor que han logrado los investigadores es una medida isótopo proporción de 10.000 a uno.
Lo que sea que creó los dos sabores del isótopo de antimateria y los envió en nuestra dirección no fue tan selectivo en el tamaño del antihelio como los procesos conocidos, lo que sugiere que las condiciones iniciales requerían que los bloques de construcción subatómicos se movieran increíblemente lentos antes de ser expulsados.
Una posibilidad podría ser la desintegración de una partícula desconocida hasta el momento, que podría incluso calificarse como materia oscura. Incluso si esa partícula existiera, queda la pregunta de cómo llegó a volar por el cosmos a una fracción de la velocidad de la luz.
Trabajando a la inversa, los investigadores teorizan que una concentración de plasma increíblemente caliente y en rápida expansión, hecha de partículas conocidas, podría proporcionar tanto el impulso como la proporción correcta de núcleos de antihelio.
Aunque nunca se han observado estas “bolas de fuego”, podrían producirse en colisiones entre masas de materia oscura que contengan cantidades suficientes de antiquarks.
Un segundo escenario posible involucra lo que se conoce como ‘Enanas oscuras‘. Estas bolas hipotéticas de fotones oscuros, electrones oscuros y neutrones oscuros también podrían chocar entre sí para crear condiciones que podrían emitir antihelio en las proporciones medidas.
Ninguno de los dos modelos ha sido desarrollado en su totalidad, y consisten en dinámicas complejas que dejan mucho que desear sobre los posibles detalles. Y eso es solo la física que conocemos: la materia oscura en sí misma aún no ha sido confirmada como un fenómeno material, y mucho menos comprendida.
Sin embargo, enterrados en las matemáticas de modelos altamente especulativos como este, podrían estar las semillas de un descubrimiento que podría convertir otras mediciones inesperadas en bolas de fuego de creación generadas por la oscuridad en colisión.
Con otros seis años de operación, AMS-02 podría aún recopilar datos que proporcionen otra perspectiva sobre los orígenes de esta extraña lluvia de antihelio.
O podría confirmar algo inesperado en el confines lejanos del espacio está construyendo átomos de antimateria, burlándose de nosotros desde las sombras.
Esta investigación fue publicada en Revisión física D.