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Partículas detectadas na Antártica não se encaixam no Modelo Padrão

Partículas detectadas na Antártica não se encaixam no Modelo Padrão
Observatório ANITA antes do lançamento na Antártica. [Imagem: NASA]

Chuveiro de partículas

Físicos acreditam ter encontrado evidências de que algumas partículas detectadas na Antártida, desprezadas como anomalias por não se encaixarem nas teorias, são reais e devem ser levadas em consideração.

Em outras palavras, se o LHC não encontrou sinais de uma nova física - uma física além daquela que conhecemos e explicamos com as teorias atuais - essa nova faceta da realidade material pode estar literalmente caindo do céu.

Quando partículas cósmicas de baixa energia entram na atmosfera da Terra, o mais provável é que elas passem diretamente através de partículas de alta energia, mas é quase certo que colidirão com outra coisa. Essa colisão quebra a partícula em seus constituintes, que continuam a jornada e chocam-se com outras, criando uma chuva de partículas que eventualmente emerge do outro lado do planeta.

É esse processo que o Observatório Pierre Auger, por exemplo, usa para estudar os raios cósmicos.

No céu e nas profundezas

Mas, e se uma partícula de alta energia passar por tudo sem criar um chuveiro de partículas? Isso significa que provavelmente essa partícula não é descrita pelo Modelo Padrão da Física.

E é exatamente isso que os pesquisadores que estudam as partículas detectadas na Antártica estão relatando.

Foram apenas dois flagrantes até o momento, detectados por um sensor acoplado a um balão de alta altitude sobre a Antártida, como parte de um projeto chamado ANITA (Antena Impulsiva Transiente Antártica). Os dois eventos indicam que uma partícula de alta energia de alguma forma atravessou o planeta sem trombar com nada.

Partículas detectadas na Antártica não se encaixam no Modelo Padrão
O Ice Cube está ajudando a explicar a massa dos neutrinos e suas complexas metamorfoses. [Imagem: IceCube/NSF]

A equipe do ANITA atribuiu os eventos a "problemas no equipamento ou algum outro fator desconhecido".

Mas Derek Fox e seus colegas da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos EUA, cruzaram os dados com os obtidos pelo Ice Cube, um gigantesco observatório enterrado no gelo eterno da Antártica, projetado para detectar neutrinos.

E eles descobriram que os sensores do Ice Cube têm registros do mesmo tipo de partícula, mas que ninguém havia prestado atenção porque pareciam anomalias, e não neutrinos.

Os dados dos sensores do Ice Cube mostram três outros eventos com propriedades igualmente inexplicáveis.

Segundo a equipe, isso sugere que os dois eventos registrados pelo balão podem realmente representar partículas desconhecidas.

Unificação das teorias

Os pesquisadores afirmam que duas fontes de dados não conectadas indicam que é hora de começar a se perguntar se as anomalias não indicariam a possibilidade de partículas além do Modelo Padrão, com as quais os físicos sonham para tentar entender como a gravidade se encaixa com as outras forças fundamentais ou unificar a gravidade com a mecânica quântica, por exemplo.

Bibliografia:

The ANITA Anomalous Events as Signatures of a Beyond Standard Model Particle, and Supporting Observations from IceCube
Derek B. Fox, Steinn Sigurdsson, Sarah Shandera, Peter Mészáros, Kohta Murase, Miguel Mostafá, Stephane Coutu
arXiv
https://arxiv.org/abs/1809.09615




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