En 2016, los físicos quedaron asombrados cuando detectaron versiones de antimateria de núcleos de helio en un experimento a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). Pero lo que realmente les hizo rascarse la cabeza fue la cantidad de estas partículas de antimateria. Las cifras eran mucho mayores de lo que predice el modelo estándar de física de partículas. En un nuevo estudio, un equipo internacional de físicos propuso objetos hipotéticos llamados bolas de fuego para explicar estas sorprendentes observaciones.
El misterio del antihelio
La antimateria, la contraparte de la materia, se aniquila al entrar en contacto con la materia. Cada partícula del Universo tiene su correspondiente antipartícula. Por ejemplo, la antipartícula del electrón es el antielectrón, conocido como positrón. El electrón y el antielectrón tienen la misma masa pero cargas eléctricas opuestas.
La antimateria está más cerca de nosotros de lo que la mayoría de la gente piensa. Pequeñas cantidades de antimateria (a un ritmo que va desde menos de una partícula por metro cuadrado hasta más de 100 por metro cuadrado) caen constantemente sobre la Tierra en forma de rayos cósmicos, partículas energéticas procedentes del espacio. La antimateria se puede encontrar aún más cerca. El plátano promedio (rico en potasio) produce un positrón aproximadamente una vez cada 75 minutos. Esto se debe a que el potasio-40 ocasionalmente expulsa un positrón durante el proceso de desintegración radiactiva.
Teóricamente, según el Modelo Estándar (la teoría predominante que describe las partículas subatómicas), la mitad de la materia del universo debería haber sido antimateria. Esto implica que el universo debería haberse destruido a sí mismo poco después del Big Bang. Sin embargo, la antimateria sigue siendo esquiva y escasa en el universo. Se cree que esta discrepancia tiene algo que ver con la materia y la energía oscuras.
Hace aproximadamente ocho años, el espectrómetro magnético Alfa (AMS-02) de la ISS detectó alrededor de 10 núcleos de antihelio. La creación de antihelio-4 requiere un conjunto específico y poco común de condiciones que involucran múltiples antiprotones y antineutrones. Según la teoría actual, se produciría un antihelio-4 por cada 10.000 antihelio-3. Sin embargo, lo que el experimento realmente midió fue un antihelio-4 por cada dos o tres eventos de antihelio-3, mucho más allá de lo que predice el modelo estándar, por lo que los datos no pueden descartarse como una casualidad estadística aleatoria.
Bolas de fuego de antihelio
El nuevo estudio explora la posibilidad de que estas partículas de antihelio se originen en las llamadas “bolas de fuego”. Estos objetos hipotéticos podrían ser el resultado de fenómenos actualmente no observados, como la colisión de densos grupos de materia oscura. La materia oscura es una sustancia misteriosa que constituye aproximadamente el 80% de la materia del universo pero que no interactúa con la luz.
Según Live Science, las bolas de fuego se describen como regiones del espacio densas y energéticas llenas de antipartículas. A medida que estas bolas de fuego se expanden casi a la velocidad de la luz, liberan antiprotones, antineutrones y antihelio al entorno circundante. Esta hipótesis se alinea bien con los resultados preliminares detectados a bordo de la ISS.
Si bien estos hallazgos son prometedores, siguen siendo preliminares y requerirían una validación experimental. Se espera que el AMS-02 complete su análisis de los eventos candidatos de antihelio, lo que puede proporcionar más claridad. Además, el proyecto General AntiParticle Spectrometer (GAPS), que lanzará un globo sobre la Antártida para detectar rayos cósmicos de antimateria, incluidos núcleos de antihelio, también podría aclarar las cosas. A medida que los científicos continúan explorando estos hallazgos, el potencial para descubrir física desconocida se vuelve cada vez más intrigante.
Los hallazgos aparecieron en la revista Physical Review D.
Fuente: ZME Science.
