Los misteriosos pulsos de radio de la Antártida siguen sin explicación, pero mejores experimentos con partículas podrían cambiar eso

El frágil crujido de la nieve bajo los pies en la Antártida contrasta marcadamente con las playas arenosas de Hawaii, donde Peter Gorham trabaja en gran parte de su investigación.

Pero la Antártida tiene algo que Hawaii no tiene: hielo.

"Hay algo que es una característica muy importante del hielo de la que muchas personas […] tal vez no sean conscientes", dijo a Discover Gorham, profesor de la Universidad de Hawaii. "Y es que está en el régimen de ondas de radio; es el material más claro que conocemos. […] No hay nada más transparente a las ondas de radio como material sólido que el hielo frío en la Antártida".

Gorham y su equipo de investigación inicialmente estaban buscando neutrinos (partículas invisibles y casi sin masa que fluyen a través del cosmos, e incluso de nuestros cuerpos sin ser detectadas) como parte del proyecto Antártida Impulsiva Transitoria Antena (ANITA). Esto significaba que analizar las ondas de radio era esencial. Y, por tanto, también lo eran el gélido Polo Sur y el hielo antártico.

ANITA es un dispositivo destinado a detectar ondas de radio de neutrinos que interactúan con el hielo antártico y señales de radio de la atmósfera terrestre, según el Instituto Kavli de Física Cosmológica de la Universidad de Chicago. Un dispositivo que puede ayudar a mejorar nuestra comprensión de esta partícula y quizás de la evolución del universo.

Sin embargo, en esta búsqueda de neutrinos, durante el vuelo ANITA I en 2006 y el vuelo ANITA III en 2014, el equipo detectó algo más: pulsos misteriosos provenientes de debajo del hielo antártico. Este hallazgo desató teorías virales, y algunos afirmaban que estos pulsos eran evidencia de vida extraterrestre o que provenían de un universo paralelo. Si bien Gorham y otros investigadores dudan de estas ideas, los hallazgos siguen siendo un misterio.

"Y creo que, […] es divertido pensar en lo que podrían ser", Abigail Vieregg, profesora y directora del Instituto Kavli de Física Cosmológica de la Universidad de Chicago, que estaba trabajando en su doctorado. tesis durante el vuelo ANITA II, dijo a Discover.

Aunque estos misteriosos pulsos pueden haber inspirado algunas teorías de conspiración fuera de este mundo, el proyecto ANITA ha inspirado a la próxima generación de físicos de neutrinos a continuar con esta investigación.

Según Gorham, el despegue de ANITA I en 2006 fue a la vez estimulante y aleccionador. Sabía que el verdadero trabajo estaba por comenzar. Después del primer vuelo exitoso de ANITA, se lanzaría tres veces más en una década e inspiraría a otros investigadores de neutrinos, como Vieregg.

"Estás volando el experimento de radio más sensible que jamás se haya construido sobre la Antártida, y estás mirando hacia abajo en busca de estas pequeñas chispas de ondas de radio del hielo", dijo Vieregg.

Si bien las misiones ANITA han concluido, han inspirado la próxima misión, la Carga útil para observaciones de energía ultraalta (PUEO), un dispositivo que es mucho más sensible a la hora de detectar señales de radio en el hielo antártico.

Leer más: La Antártida tiene un enorme agujero de gravedad, y data de hace 70 millones de años

La caza de neutrinos

La búsqueda de neutrinos no es una empresa nueva. Mientras los investigadores estudiaban inicialmente los átomos radiactivos, notaron que la energía que debería haberse conservado en sus experimentos estaba desapareciendo, según el Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi (Fermilab). En 1930, el físico Wolfgang Pauli propuso la idea de que una partícula invisible se llevaba la energía. Con el tiempo, esta misteriosa partícula se llamaría neutrino.

Esto llevó a más investigaciones, teorías y experimentos que detectaron neutrinos del sol, el papel que desempeñaban en las supernovas y cómo viajaban por el universo. Comprender estas partículas es una de las claves para comprender la vida en el universo.

"Debemos nuestra existencia a las supernovas, que crean los elementos esenciales para nuestra biología, y los neutrinos fueron cruciales para ese proceso", dijo Gorham a Discover.

De esa investigación de neutrinos surgió un proceso físico, llamado efecto Askaryan, que, hasta ANITA, no se había experimentado a gran escala en la naturaleza.

El efecto Askaryan ocurre cuando una partícula de alta energía interactúa con un medio sólido, como hielo o sal, y produce una lluvia de partículas secundarias. Este efecto genera una rápida corriente de energía y produce algo así como un mini rayo.

Inicialmente, según Gorham, nadie tomó en serio el efecto Askaryan hasta la década de 1990, cuando los investigadores pensaron que podría ayudar a detectar neutrinos en la Luna.

También fue por entonces cuando misiones como el Conjunto de detectores de neutrinos y muones antárticos (AMANDA) y su sucesor, IceCube, comenzaron a buscar neutrinos mientras estaban incrustados en el hielo antártico.

Pero ANITA sería diferente.

En lugar de misiones incrustadas en el hielo, ANITA se elevó a los cielos para detectar pulsos de radio de Askarayn y buscar estos pequeños “relámpagos”.

Cómo funciona ANITA

En 2006, cuando ANITA se lanzó por primera vez, era la tecnología más avanzada de su tipo y, aunque la NASA la financia principalmente, fue idea de Gorham.

“Déjenme tratar de ser humilde al respecto”, se rió Gorham.

Gorham originalmente obtuvo una licenciatura en inglés, pero más adelante en sus estudios, tomó una clase de astronomía que lo inspiró a estudiar física y, finalmente, lo llevó al trabajo de laboratorio. Allí, descubrió su amor por la ciencia experimental y conoció a físicos influyentes como Herb Chen, Fred Reines y John Learned, quienes lo guiaron hacia la investigación de neutrinos y, finalmente, hacia trabajos de posgrado en Hawái.

Para el proyecto ANITA, Gorham se asoció con investigadores de varias instituciones, incluidas la NASA y la UCLA.

"Yo fui el instigador de esto, pero de ninguna manera quien lo hizo hizo que realmente funcionara", dijo Gorham a Discover. "Fue un esfuerzo de equipo increíble y muchos estudiantes increíbles surgieron a través del programa".

ANITA mide unos 26 pies de altura y tiene antenas de bocina que parecen megáfonos cuadrados blancos dispuestos 360 grados alrededor de la carga útil. Está ajustado para captar tantas señales como sea posible mirando la mayor cantidad de hielo posible.

"Entonces, sabiendo lo que sabemos sobre el hielo, y sabiendo que queremos buscar neutrinos, y sabiendo que forman relámpagos cuando interactúan con el hielo. Nuestro trabajo, entonces, es observar tanto hielo como podamos ver sin estar demasiado lejos para que las ráfagas de radio aún sean detectables por nosotros", dijo Gorham.

La distancia perfecta parece ser unos 120.000 pies sobre la Antártida, donde ANITA vuela mientras sus antenas detectan pulsos de radio. Durante su vuelo de 20 a 30 días, ANITA registra millones de pulsos de radio. Según Gorham, las antenas son tan precisas que incluso pueden localizar un evento de radio con una precisión de una fracción de grado.

Aunque ANITA capta millones de señales, alrededor del 99,9999 por ciento provienen de fuentes creadas por humanos, incluidas señales de vehículos de investigación, motos de nieve, aviones y otros elementos alrededor del campamento base.

"Puedes imaginar que otras cosas también producen pequeñas chispas de ondas de radio, ¿verdad? Como si conduces una moto de nieve y se producen chispas de ondas de radio", dijo Vieregg a Discover.

Una vez que concluye el vuelo y los datos están listos para ser examinados, el equipo de investigación primero revisa las señales que ya conoce y las descarta. A veces, de millones de grabaciones, puede que solo queden entre 30 y 50 eventos por analizar que pueden ser neutrinos.

Según Gorham, el equipo se centrará en esos últimos.

Leer más: La capa de ozono está en camino de recuperarse por completo, gracias a la colaboración mundial desde 1987

Captando una señal anómala

En su mayor parte, los resultados de las misiones ANITA I y ANITA III indicaron que las señales detectadas eran rayos cósmicos (partículas cargadas como protones) en lugar de neutrinos.

Un estudio de marzo de 2025 en Physical Review Letters, del que ni Gorham ni Vieregg fueron autores, analizó eventos anómalos que ANITA había detectado provenientes de debajo del hielo de la Antártida. Los pulsos de radio normalmente se registran después de haber rebotado en el hielo; sin embargo, estos eventos parecían originarse en la Tierra.

Los rayos cósmicos producen una polaridad de radio característica. Los rayos se reflejan en el hielo y sus polaridades se invierten. Los eventos anómalos, por otro lado, parecían exactamente como rayos cósmicos excepto por la polaridad. Puede que esto no parezca mucho, pero según Gorham, el equipo simplemente no podía ignorar esta distinción.

Un rayo cósmico no puede originarse a partir del hielo, aunque un neutrino sí podría hacerlo, si no tuviera que atravesar primero una gran parte de la Tierra. Hay neutrinos tau, que tienen comportamientos de partición diferentes en comparación con otros neutrinos. Pero, según Gorham, los ángulos de donde procedían estos eventos anómalos no coincidían con el ángulo de los neutrinos tau.

Los datos incluso se enviaron al Observatorio Pierre Auger, pero los resultados no fueron concluyentes.

Teorías de conspiración desatadas

Una teoría que circuló ampliamente en línea afirmaba que estos misteriosos eventos fueron causados ​​por partículas que viajaban hacia atrás en el tiempo desde otro universo, un universo gemelo donde todo se mueve al revés.

Otra teoría sugiere que las partículas provienen de un universo paralelo. La teoría rápidamente se volvió viral en las redes sociales e incluso resurge de vez en cuando, con una gran cantidad de nuevas fuentes, incluidas Newsweek y Forbes.

"Ha habido muchas explicaciones creativas, pero no estoy muy convencido", dijo Gorham a Discover.

Según Vieregg, algunos creían que el evento anómalo detectado por ANITA era prueba de materia oscura o de otra dimensión.

"Esto […] probablemente no sea el descubrimiento de la materia oscura. No se trata, ya sabes, de dimensiones adicionales o lo que sea, pero es extraño. No sabemos muy bien qué es", dijo Vieregg a Discover.

Incluso si las señales no son algo extravagante, los hallazgos han llamado la atención sobre la investigación de neutrinos.

¿Qué sigue para la investigación del hielo y los neutrinos?

Los vuelos de ANITA no capturaron ningún neutrino confirmado, pero los eventos anómalos que sí detectaron hicieron que Gorham y Vieregg se sintieran entusiasmados con el futuro.

"En física, cuando mides algo que no esperabas o que, ya sabes, destroza tu visión del mundo anterior, eso nunca es decepcionante, siempre es emocionante", dijo Gorham a Discover.

Al completar su doctorado, Vieregg ahora se desempeña como investigadora principal (PI) del proyecto de seguimiento conocido como PUEO. Aunque la Universidad de Chicago lidera esta misión en lugar de la Universidad de Hawái, el nombre honra al búho pueo, que es originario de Hawái. Este pequeño reconocimiento ayuda a enfatizar y honrar lo lejos que ha llegado esta investigación de neutrinos desde 2006.

La esperanza con PUEO es detectar neutrinos y comprender mejor cuáles pueden haber sido estos eventos anómalos. PUEO ahora es más avanzado que ANITA y, con suerte, podría producir datos más profundos o de mayor calidad para determinar si estos eventos anómalos son reales o podrían ser errores causados ​​por humanos.

"¿Cómo puedo saber si son reales o no? Una forma de hacerlo es crear un experimento mejor, ¿verdad?". Vieregg dijo a Discover. "Y entonces, construyes un experimento mejor y ves lo que ves. Y esa es una de las razones por las que construimos PUEO".

Si bien PUEO puede parecerse a ANITA (todavía se lanza en globo y recopila datos en la estratosfera), está fabricado con componentes electrónicos más avanzados. Puede sumar señales de las antenas en tiempo real y funcionar como un radiotelescopio. PUEO es capaz de formar haces, donde suma coherentemente todas las señales de las antenas a la vez.

Según Vieregg, se trata realmente del truco más antiguo de los libros de texto de radioastronomía aplicado a la física de partículas y crea un instrumento mucho más sensible.

PUEO Tomando Vuelo

PUEO acaba de regresar de su vuelo inaugural en 2026 y, según Vieregg, tardará entre uno y dos años en examinar los datos que registró. Puede parecer mucho tiempo, pero con los cuatro vuelos de ANITA, que abarcaron de 2006 a 2017, Gorham fue coautor de varios artículos de colaboración de ANITA, incluidos tres en Physical Review Letters durante la última década.

Comprender lo que captaron las antenas lleva tiempo.

"Tal vez sepamos más en uno o dos años sobre estos misteriosos eventos", dijo Vieregg.

Mientras continúa la búsqueda de neutrinos con las misiones PUEO, tanto Gorham como Vieregg enfatizan lo emocionantes que son estos hallazgos y lo fascinante que ha sido la Antártida.

"Estar en la Antártida es un lugar en el que te bajas del avión la primera vez y piensas: este lugar es algo surrealista", dijo Vieregg a Discover. "Todo es grande. Las montañas son grandes, la meseta, la capa de hielo es grande. […] Todo parece estar en una escala diferente".

Con el primer vuelo exitoso de la misión, estamos más cerca de comprender cuáles eran esos misteriosos pulsos hoy que ayer, y quizás PUEO sea la clave para comprender qué venía debajo del hielo.

Leer más: El neutrino récord detectado en el Mediterráneo en 2023 puede provenir de blazares

Fuentes del artículo

Nuestros redactores en Discovermagazine.com utilizan estudios revisados ​​por pares y fuentes de alta calidad para nuestros artículos, y nuestros editores revisan la precisión científica y los estándares editoriales. Revise las fuentes utilizadas a continuación para este artículo: