{"id":423,"date":"2020-12-02T15:45:00","date_gmt":"2020-12-02T14:45:00","guid":{"rendered":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/?p=423"},"modified":"2020-12-02T15:38:31","modified_gmt":"2020-12-02T14:38:31","slug":"anita","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2020\/12\/02\/anita\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 hay detr\u00e1s de las misteriosas observaciones de ANITA?"},"content":{"rendered":"\n

Quiz\u00e1 alguno de vosotros haya le\u00eddo o escuchado hace unos meses algo parecido a lo siguiente: \u201cCient\u00edficos de la NASA hallan evidencias de un universo paralelo donde el tiempo va hacia atr\u00e1s\u201d<\/a>. Se trata sin duda de una afirmaci\u00f3n contundente y, como alguno quiz\u00e1 podr\u00eda aventurar, algo arriesgada. Una informaci\u00f3n similar fue publicada en varios medios generalistas espa\u00f1oles e incluso se le dio un cierto espacio en las noticias de distintos canales televisivos. Pues bien, hoy vamos a hablar del experimento que supuestamente est\u00e1 detr\u00e1s de una evidencia de semejante calibre: \u201cThe ANtarctic Impulsive Transient Antenna\u201d (ANITA)<\/a> o en castellano, Antena Ant\u00e1rtica de Impulso Transitivo.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Si me permit\u00eds un par\u00e9ntesis sociol\u00f3gico, lo primero que me pregunto es que, si dicha noticia fuera cierta, \u00bfc\u00f3mo es posible que no ocupara un espacio m\u00e1s importante en los medios de comunicaci\u00f3n? \u00a1<\/strong>\u00bfEvidencias experimentales de un universo no solo paralelo sino \u201cdonde el tiempo va hacia atr\u00e1s\u201d?! Creo que cualquiera estar\u00eda de acuerdo en que, de ser cierto, se tratar\u00eda de un hallazgo espectacular. Y de no ser cierto, como algunos sabr\u00e9is o quiz\u00e1 ya sospechabais, \u00bfc\u00f3mo es posible que haya sido reflejada en los medios? Sin adentrarnos en terrenos pantanosos, cualquiera podr\u00eda conjeturar que la respuesta a ambas preguntas es que ni se le presta demasiada atenci\u00f3n a la ciencia (culpa en un grado importante de los propios cient\u00edficos) ni a contrastar las noticias. En cuanto a esto \u00faltimo, quiz\u00e1 no os sorprenda comprobar que despu\u00e9s de m\u00e1s de seis meses, en la web de antena 3<\/a> ni siquiera se han molestado en corregir el texto de la noticia.<\/p>\n\n\n\n

En cualquier caso, la entrada de este blog est\u00e1 dedicada a explicar qu\u00e9 hay detr\u00e1s de esta sorprendente noticia y, en concreto, de las observaciones de ANITA1<\/a><\/sup>. En realidad, ANITA es un experimento que para los no aficionados podr\u00eda considerarse tambi\u00e9n bastante ex\u00f3tico. Se trata de un radiotelescopio que consiste en una serie de antenas colocadas en un globo para que este sobrevuele a unos 35 km de altura sobre la Ant\u00e1rtida. El principal objetivo de ANITA es detectar neutrinos extremadamente energ\u00e9ticos provenientes del cosmos. La manera de observar indirectamente dichos neutrinos es detectando los pulsos de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica en el espectro de radiofrecuencias (pulsos de radio) que emiten al interaccionar con las part\u00edculas del hielo ant\u00e1rtico.<\/p>\n\n\n\n

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El experimento ANITA. Fuente: ScienceMag.org<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Los neutrinos<\/a> son part\u00edculas ciertamente misteriosas de las que ya se ha hablado en anteriores entradas de este blog<\/a>. Se trata del \u00fanico fermi\u00f3n elemental conocido que podr\u00eda ser al mismo tiempo part\u00edcula y antipart\u00edcula, algo que podr\u00eda estar directamente relacionado con el origen de la asimetr\u00eda entre materia y antimateria que observamos en el universo. Efectivamente, son varias las propiedades que los hacen tan singulares. Por un lado, tienen una masa muy peque\u00f1a en comparaci\u00f3n con el resto de part\u00edculas conocidas, viajando por tanto pr\u00e1cticamente a la velocidad de la luz. Por otro lado, interaccionan muy d\u00e9bilmente, y por tanto son muy dif\u00edciles de detectar. Esto significa que, cuando un flujo de neutrinos llega a un detector, solo una peque\u00f1a parte de ellos interacciona con las part\u00edculas que lo forman. Esa es la raz\u00f3n de que en los experimentos de neutrinos los detectores sean gigantescos: cuanto m\u00e1s grande sea, m\u00e1s neutrinos podr\u00e1n ser detectados, simplemente por estad\u00edstica. Como pod\u00e9is imaginar, construir detectores enormes implica un desembolso importante de dinero. Y como todo en la vida, en el dise\u00f1o de los detectores se prioriza minimizar los gastos. El caso de ANITA es un ejemplo de como aprovechar los recursos que nos rodean. Buscamos grandes superficies donde tener muchas interacciones y qu\u00e9 mejor sitio que la Ant\u00e1rtida. En este caso, la parte del \u201cdetector\u201d donde interaccionan los neutrinos es la capa de hielo. Por eso las antenas est\u00e1n colocadas en un globo que vuela a unos 35 km de altura, ya que esto permite detectar los pulsos de radio originados en la interacci\u00f3n de los neutrinos dentro de una capa de hielo bastante grande, aumentando as\u00ed la probabilidad de detecci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

ANITA es adem\u00e1s capaz de saber en qu\u00e9 direcci\u00f3n llegan los neutrinos que detecta. Lo interesante de sus resultados recientes es la detecci\u00f3n de dos sucesos cuyas propiedades cuadran con las de neutrinos que vienen de abajo. Es decir, neutrinos que han tenido que atravesar una gran parte del interior de la tierra hasta llegar al hielo, d\u00f3nde interaccionar\u00edan dando origen a los pulsos de radio observados. Hasta aqu\u00ed parece todo razonable. Hemos mencionado que los neutrinos interaccionan d\u00e9bilmente y por tanto no deber\u00eda extra\u00f1arnos que hayan sido capaces de atravesar el interior de la tierra sin colisionar con las part\u00edculas que lo forman. Sin embargo hay una importante salvedad, dichos sucesos corresponder\u00edan a energ\u00edas alt\u00edsimas, \u00a1<\/strong>a los neutrinos m\u00e1s energ\u00e9ticos jamas detectados! y la interacci\u00f3n de los neutrinos crece con la energ\u00eda. De manera que neutrinos tan energ\u00e9ticos no podr\u00edan ser capaces de atravesar la tierra sin interaccionar con el medio. Muy al contrario, ser\u00edan \u201cabsorbidos\u201d por el medio y por tanto no podr\u00edan llegar al hielo ant\u00e1rtico ni generar los pulsos de radio observados experimentalmente. Esto es, para neutrinos tan energ\u00e9ticos el interior de la tierra es b\u00e1sicamente opaco.<\/p>\n\n\n\n

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As\u00ed detecta los neutrinos ANITA. Fuente: Web<\/a> de la colaboraci\u00f3n ANITA en la University College London. Figura elaborada por Cosmin Deaconu<\/a>.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

La pregunta que surge es evidente: si lo que observa ANITA no pueden ser neutrinos, \u00bfqu\u00e9 es lo que podr\u00eda haber generado la se\u00f1al observada en el radiotelescopio? Los cient\u00edficos han propuesto diversas hip\u00f3tesis. Existen hip\u00f3tesis ciertamente m\u00e1s plausibles que la de un universo paralelo, aunque no exentas de problemas y algunas contradicciones. Una posibilidad es que alguna part\u00edcula nueva pueda atravesar gran parte de la tierra desintegr\u00e1ndose cuando se acerca a la Ant\u00e1rtida en un neutrino que si podr\u00eda interaccionar con el hielo dando lugar a la se\u00f1al observada. El problema de esta hip\u00f3tesis es que no es compatible con las observaciones de otros telescopios de neutrinos como IceCube<\/a> y Auger<\/a>, que llevan mucho m\u00e1s tiempo tomando datos y por tanto deber\u00edan haber observado una se\u00f1al similar. Tambi\u00e9n se ha propuesto que los pulsos de radio observados hayan sido reflejados en el hielo, de tal manera que el origen de la se\u00f1al no venga de abajo si no de arriba y por tanto la part\u00edcula fuente no haya atravesado la tierra, evadiendo el problema de su \u201cabsorci\u00f3n\u201d en el medio. Estamos hablando de pulsos de radio, y por tanto de ondas electromagn\u00e9ticas (luz) que se podr\u00edan reflejar en el hielo. Sin embargo, si se reflejan en el hielo, dichas ondas electromagn\u00e9ticas tendr\u00edan propiedades distintas (polarizaci\u00f3n y fase) a las de las ondas que llegan directamente desde debajo de \u00e9l, lo que permite a ANITA distinguir experimentalmente si los sucesos son reflejados o no. Y ANITA nos dice que esos sucesos tan energ\u00e9ticos no tienen las propiedades de un evento reflejado, excluyendo tambi\u00e9n esa hip\u00f3tesis. Una propuesta reciente para salvar este escollo es que en el interior del hielo ant\u00e1rtico hay \u201cagujeros\u201d o \u201ccuevas\u201d con distinta inclinaci\u00f3n y estructura. La luz al atravesar estas cuevas sufrir\u00eda una serie de procesos de refracci\u00f3n y reflexi\u00f3n de manera que a la salida del hielo tendr\u00eda las mismas propiedades que un evento directo que viene de abajo. Es una posibilidad algo rebuscada, porque estas estructuras en el hielo tendr\u00edan que tener una orientaci\u00f3n muy particular para que todo cuadre. De hecho, ANITA acaba de publicar un nuevo an\u00e1lisis<\/a> que excluye esta posibilidad.<\/p>\n\n\n\n

Finalmente, recientemente, un grupo de cient\u00edficos que incluye miembros de la Universitat de Barcelona, Fermilab (Chicago), y del IFIC, han hecho una propuesta alternativa<\/a> que permite explicar estos misteriosos sucesos observados por ANITA siendo, a su vez, compatible con la ausencia de se\u00f1ales en los telescopios de neutrinos IceCube y Auger. La propuesta involucra la existencia de otra part\u00edcula llamada axi\u00f3n que formar\u00eda parte de la materia oscura del universo. Dichas part\u00edculas interaccionar\u00edan muy d\u00e9bilmente con los campos electromagn\u00e9ticos pudiendo dar lugar a los pulsos de radio observados si esta interacci\u00f3n pudiera ser amplificada de alguna manera. Curiosamente, la atm\u00f3sfera de la tierra tiene una capa situada a una altura de la superficie de la tierra entre 100 y 500 km aproximadamente llamada ionosfera que puede ayudarnos a superar de manera natural este problema. Se trata b\u00e1sicamente de un plasma de electrones con una cierta frecuencia carcacter\u00edstica. Un pulso de axiones que atraviesa la ionosfera puede interaccionar con el campo magn\u00e9tico terrestre dando lugar a una producci\u00f3n resonante de un pulso de radio si la frecuencia de estos pulsos es similar a la frecuencia caracter\u00edstica del plasma. Lo interesante es que, efectivamente, la frecuencia de los pulsos de radio observados por ANITA es parecida a la frecuencia caracter\u00edstica de la ionosfera, de manera que esa resonancia se podr\u00eda producir compensando en parte que la interacci\u00f3n de los axiones con el campo magn\u00e9tico sea tan d\u00e9bil. Los pulsos generados, al tener su origen en la producci\u00f3n a partir de axiones, podr\u00edan tener unas propiedades iniciales tales que al reflejarse en el hielo de la Ant\u00e1rtida tendr\u00edan las mismas caracter\u00edsticas que los pulsos observados por ANITA. Por otro lado Auger y IceCube pueden medir solo sucesos de muy alta energ\u00eda y nuestros axiones tendr\u00edan una energ\u00eda mucho menor, de manera que su detecci\u00f3n indirecta por parte de estos telescopios no ser\u00eda posible, explicando por qu\u00e9 ANITA s\u00ed observa algo pero IceCube y Auger no.<\/p>\n\n\n\n

Si esta hip\u00f3tesis fuera confirmada, un radiotelescopio como ANITA podr\u00eda convertirse en una nueva ventana al sector oscuro. En cualquier caso, por ahora solo podemos decir que es una propuesta que cuadra con los datos de ANITA, IceCube y Auger. La \u00fanica manera de desvelar definitivamente el misterio del origen de esta observaci\u00f3n tan an\u00f3mala es por la v\u00eda puramente experimental. En otras palabras, tendremos que esperar a ver que nos deparan las futuras medidas para poder empezar a descartar o confirmar esta y otras propuestas te\u00f3ricas.<\/p>\nNotas al pie:

  1. Pod\u00e9is encontrar informaci\u00f3n t\u00e9cnica sobre este experimento aqu\u00ed<\/a> y aqu\u00ed<\/a>.[↩<\/a>]<\/span><\/li><\/ol>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Mucho se habl\u00f3 hace unos meses sobre el experimento ANITA, con algunas afirmaciones un tanto alocadas. En este art\u00edculo os contamos qu\u00e9 observ\u00f3 ANITA y qu\u00e9 preguntas plante\u00f3 y a\u00fan intentamos responder.<\/p>\n","protected":false},"author":71,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[6],"tags":[69,70,24],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/423"}],"collection":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/71"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=423"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/423\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":437,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/423\/revisions\/437"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=423"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=423"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=423"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}