ANITA si prepara al lancio dall'Antartide, vicino alla stazione di McMurdo, nel dicembre 2016. NASA

Qualcosa di strano sta accadendo sopra il paesaggio ghiacciato dell'Antartide.

Quando gli scienziati hanno lanciato sul continente una missione scientifica chiamata ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) nel 2006, un raggio cosmico emise uno dei suoi strumenti. Non è così strano. I raggi cosmici volano continuamente dallo spazio profondo, e ANITA può rilevarli e misurare le loro energie. Ma in questa occasione, il raggio cosmico non è venuto dall'alto, è venuto da sotto . Questa particella ad alta energia era emersa dal ghiaccio e viaggiava verso l'alto attraverso l'atmosfera. Non è qualcosa che dovrebbero fare i raggi cosmici.

Durante un altro volo ANITA nel 2014, è successo ancora .

I raggi cosmici provengono da alcuni dei luoghi più energetici dell'universo, dalle supernove alle vorticose fauci dei buchi neri. Vedere un raggio cosmico emergere dalla terra suggerisce che questa particella abbia viaggiato dallo spazio profondo e passato proprio attraverso il pianeta prima di emergere dall'altra parte. Secondo la fisica, però, questo è impossibile.

La cosa con i raggi cosmici, che sono protoni e nuclei atomici ad alta energia, è che hanno grandi sezioni trasversali. In altre parole, non hanno problemi ad interagire con la materia. Se un raggio cosmico colpisse la Terra, sarà fermato nelle sue tracce dall'atmosfera, come un proiettile che colpisce un blocco di cemento. Al contrario, i neutrini hanno sezioni trasversali molto piccole, il che significa che queste particelle spettrali sfrecciano attraverso la materia come se non fosse nemmeno lì. I neutrini interagiscono così debolmente con la materia che trilioni di essi passano attraverso i nostri corpi senza impedimenti ogni secondo. Ma le particelle rilevate da ANITA non erano neutrini, erano (quelli che sembrano essere) raggi cosmici, e sono passati dritti attraverso il nostro pianeta come se non fosse nemmeno lì. Francamente, questi raggi cosmici non sono normali.

Ora i ricercatori hanno rivisitato questi eventi ANITA in uno studio presentato nel settembre 2018 e hanno trovato tre rilevamenti simili di raggi cosmici in movimento verso l'alto in un altro esperimento in Antartide chiamato IceCube, un rivelatore di particelle sepolto nel ghiaccio. Sono arrivati ​​a una conclusione sorprendente:questi non sono regolari, raggi cosmici modello standard; potrebbero essere prove di fisica esotica.

La fisica esotica si riferisce alla fisica che attualmente non comprendiamo, e gli scienziati lo chiamano "fisica oltre il modello standard". Il Modello Standard è una sorta di ricettario che racconta all'universo come dovrebbero comportarsi le particelle subatomiche (dagli elettroni ai fotoni ai quark). Quando nel 2012 il Large Hadron Collider (LHC) ha scoperto il bosone di Higgs, la particella che conferisce massa alla materia, il Modello standard era completo; il quadro teorico che descrive tutte le interazioni fino a scale subatomiche era stato avvolto.

C'era, però, un problema. Infatti, ce n'erano diversi. Il Modello Standard non spiega cosa siano la materia oscura e l'energia oscura. Inoltre, non può spiegare perché la maggior parte dell'universo è composta da materia piuttosto che da antimateria. C'è anche la questione della massa dei neutrini:il modello standard non è all'altezza, pure. Ci sono molti misteri che non possono essere spiegati dal ricettario del Modello Standard, quindi i fisici sono al lavoro cercando di trovare prove per un libro di ricette che governa l'universo nell'ombra.

esasperante, gli esperimenti più complessi sulla Terra devono ancora trovare una prova conclusiva di questo regno oscuro, anche se ci sono indizi. E, secondo i ricercatori che studiano le anomalie ANITA e IceCube, questi rilevamenti di raggi cosmici potrebbero aver aperto una finestra sulla fisica oltre il Modello Standard, fornendo prove di particelle che sembrano raggi cosmici e tuttavia non comportarti come Raggi cosmici.

"[Sotto] sotto estrapolazioni conservative delle interazioni [modello standard], non c'è nessuna particella che possa propagarsi attraverso la Terra [...] a queste energie e angoli di uscita. Esploriamo qui se le particelle "oltre il modello standard" sono necessarie per spiegare gli eventi ANITA, se correttamente interpretato, e concludere che sono, " scrivono i ricercatori nel loro studio.

"Supersimmetria" (o SUSY) è un ipotetico ricettario di fisica esotica che può aiutare a spiegare cosa sta succedendo. Questa ipotesi suggerisce che tutte le particelle che conosciamo e amiamo abbiano particelle SUSY (dette anche "sparticelle"). Queste sparticelle darebbero equilibrio al Modello Standard e potrebbero spiegare alcuni dei misteri che confondono fisici e cosmologi. Questi raggi cosmici fantasma potrebbero effettivamente essere un tipo completamente diverso di particella che emerge dalla supersimmetria?

è troppo presto per dirlo, e sono necessari più dati, ma è allettante pensare che potremmo aver accidentalmente intravisto la fisica oltre il Modello Standard nel luogo più estremo della Terra.

Ora è interessante

Una sparticella è anche conosciuta come superpartner. Preferiamo la particella.