Extrañas partículas de antimateria captadas en la Estación Espacial desconciertan a los científicos

Desde el año 2011, el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS-2) , instalado a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), ha registrado ya más de 200.000 millones de eventos de rayos cósmicos. Y aunque la mayoría de las partículas energéticas detectadas eran 'normales' e impactaron el instrumento al final de sus largos viajes a través del espacio, diez de ellas resultaron ser de todo menos típicas. De hecho, eran una extraña forma de antimateria, núcleos de antihelio formados por pares de antiprotones adheridos a uno o dos antineutrones. Algo muy difícil de explicar con los actuales modelos de la Física. Por eso, por su extrañeza, los informes (ninguno de ellos oficial) sobre estos diez extraños eventos han llevado a los físicos teóricos a pensar que estas partículas sólo pueden explicarse con teorías alternativas, es decir, recurriendo a una física totalmente nueva y que va más allá de la actual. Desde luego, diez partículas cósmicas extrañas entre 200.000 millones y a lo largo de 15 años puede parecer poca cosa, pero en un artículo recién publicado en ' Physical Review D ' los investigadores, del Instituto Perimeter de Física Teórica de Canadá y de la Universidad Johns Hopkins de Estados Unidos, comparan estas detecciones a toparse con un temporal en pleno desierto. En su estudio, los autores consideran la posibilidad de que estemos ante la manifestación de una física totalmente nueva, más allá del Modelo Estándar, la gran teoría que desde hace casi 80 años clasifica a los componentes más íntimos de la materia y a las leyes que los gobiernan. E incluso llegan a sugerir que la materia oscura podría estar involucrada en el caso. Cada partícula fundamental de la materia 'ordinaria', cada electrón, protón, neutrón, neutrino o quark, tiene una contraparte, una especie de 'imagen en el espejo' que tiene, invertidas, las mismas características excepto una, la carga eléctrica, que es opuesta. Es lo que conocemos como 'antipartícula'. En teoría, las antipartículas como positrones, antineutrinos y antiquarks deberían haber surgido del Big Bang en cantidades iguales a las de sus 'parejas', los electrones, neutrinos y quarks 'normales'. Y debido a sus cargas opuestas deberían haberse anulado rápidamente entre sí (1 - 1 = 0) dejando tras ellas una tenue nube de rayos gamma. Pero basta con echar un vistazo 'ahí arriba' para darse cuenta de que eso no sucedió, que todo lo que vemos en el Universo es materia 'normal', y que no hay rastro de la correspondiente antimateria. Claramente, si nosotros estamos aquí es porque hubo un 'desequilibrio' que llevó a un exceso de materia. Pero no sabemos en qué pudo consistir ese desequilibrio, lo cual significa que ahí hay algo que aún no hemos entendido. A pesar de todo la antimateria, en pequeñas cantidades, sí que se manifiesta en determinadas condiciones, ya sea en los colisionadores de partículas aquí, en la Tierra, o en la naturaleza, que continúa produciendo una pequeña cantidad de antiprotones y antineutrones en eventos catastróficos de alta energía, como la explosión de una estrella. Pero incluso en esas situaciones tan excepcionales, la mayor parte de las partículas de antimateria se aniquila casi nada más nacer al encontrarse con sus 'alter ego' de materia ordinaria y anularse entre ellas, aunque una pequeña fracción de ellas logrará escapar y sobrevivir, chocando ocasionalmente con los detectores de la Tierra. Y así llegamos a las diez extrañas detecciones del Espectrómetro Magnético Alfa a bordo de la ISS. Eventos que involucraron antiprotones y antineutrones en forma de núcleos de antihelio, una unión poco común y que, para tener lugar, habría requerido que las antipartículas se movieran muy lentamente y estuvieran, además, densamente empaquetadas, cosas que normalmente no suceden. Curiosamente, por cada núcleo de antihelio con dos antineutrones, (un isótopo llamado antihelio-4), los investigadores encontraron dos con un único antineutrón: el antihelio-3. Lo cual, basándose únicamente en la física establecida, sólo podría suceder en una proporción de isótopos de 10.000 a uno. Por lo tanto, sea cual sea el proceso que creó los dos tipos de isótopos de antimateria y los envió en nuestra dirección no fue tan selectivo en el tamaño del antihelio como los procesos conocidos, lo cual sugiere que las condiciones iniciales incluyen que esos 'bloques de construcción' subatómicos se movieran con una increíble lentitud antes de ser expulsados. Una posibilidad sería que el detector captó la desintegración de una partícula actualmente desconocida, puede incluso que de materia oscura. Pero aún en el caso de que tal partícula existiera, queda la pregunta de cómo llegó a volar a través del cosmos sin chocar con nada y apenas a una fracción de la velocidad de la luz. Otra posibilidad dentro del mismo escenario, especulan los investigadores, es que una concentración de plasma increíblemente caliente y en rápida expansión, hecha a partir de partículas conocidas, fuera capaz de generar tanto el impulso adecuado como la proporción correcta de núcleos de antihelio. Lo malo es que nunca se han observado tales 'bolas de fuego', por lo que también podría ser que estuviéramos ante raras colisiones entre masas de materia oscura que contienen cantidades suficientes de antiquarks. Un segundo escenario posible tiene que ver con las llamadas 'enanas oscuras'. Estas hipotéticas bolas de fotones oscuros, electrones oscuros y neutrones oscuros también podrían chocar entre sí para crear condiciones que podrían emitir antihelio en las proporciones medidas. Sin embargo, cabe destacar que ninguno de estos modelos se ha desarrollado aún completamente y existe un amplio debate sobre los posibles detalles. Y eso que estamos hablando sólo de la física que conocemos. Y nadie ha podido todavía detectar directamente materia oscura, ni tampoco comprender bien su funcionamiento. Con todo, aunque muy especulativo, el esfuerzo de los investigadores no es en vano. Quién sabe, en efecto, si enterrada en las complejas matemáticas de sus propuestas no se hallará la 'semilla' que permita desentrañar qué pudo crear esas 10 extrañas partículas de antimateria. Más detecciones por parte de AMS-02 podrían ayudar a tener una perspectiva más clara. O podrían también confirmar que algo inesperado en los confines del espacio está construyendo átomos de antimateria, burlándose de nosotros desde las lejanas sombras.