El extraño sonido que viene de la profundidad de la Antártida y que la ciencia no sabe qué es

Entre 2016 y 2018 se captó un fenómeno desconcertante para la ciencia, por medio de un detector de partículas cósmicas que flotaba sobre la Antártida.

La Antena Antártica de Impulso Transitivo (ANITA, por sus siglas en inglés), una serie de antenas transportadas por globos a 40 kilómetros de altura, registró señales de radio que, en lugar de reflejarse en el hielo, como de costumbre, provenían de debajo del horizonte. Es decir, que atravesaban el hielo antártico, con una orientación incompatible con los principios conocidos de la física de partículas.

Luego de casi una década de obtener estos resultados, se cree que esto podría indicar la existencia de nueva física o partículas completamente desconocidas, según un estudio publicado en Physical Review Letters, que utiliza 15 años de datos cósmicos del Observatorio Pierre Auger en Argentina.

"Las ondas de radio que detectamos se encontraban en ángulos realmente pronunciados, como a 30 grados por debajo de la superficie del hielo", explica Stephanie Wissel, profesora asociada de física, astronomía y astrofísica de la Universidad Estatal de Pensilvania e investigadora del equipo ANITA.

Este detalle aparentemente técnico esconde una imposibilidad: para llegar hasta ANITA con esa orientación, las señales tuvieron que atravesar entre 6.000 y 7.000 kilómetros de roca sólida. Cualquier onda de radio debería haber sido absorbida completamente durante ese viaje subterráneo, volviéndose indetectable. Sin embargo, ahí estaban, claras y potentes.

"Es un problema interesante porque todavía no tenemos una explicación de lo que son esas anomalías", admite Wissel en un comunicado de prensa.

El detector ANITA busca neutrinos, es decir, partículas casi etéreas conocidas como "partículas fantasma" por su capacidad de atravesar la materia sin apenas interactuar con ella.

A su vez, los neutrinos son extraordinarios mensajeros del universo. Nacidos en eventos cósmicos violentos como supernovas o incluso el big bang, viajan por el universo a velocidades cercanas a la de la luz, atravesando planetas como si fueran fantasmas. Según Wissel, "hay mil millones de neutrinos pasando por la uña de tu pulgar en cualquier momento".

El misterio está en que ANITA flota sobre la Antártida porque este continente helado es un laboratorio perfecto, está alejado de interferencias y con vastas extensiones de hielo que actúan como detector natural. Al principio, la sospecha natural recayó en los neutrinos tau, que, al chocar con el hielo, pueden generar emisiones de radio llamadas "lluvias de hielo" y producir una partícula secundaria –el leptón tau– que rápidamente se desintegra en una "lluvia de aire".

Este tipo de eventos se puede analizar para identificar su origen, como se puede deducir la trayectoria de una pelota por el ángulo con que rebota. Pero en este caso, el ángulo era tan inusual que no se podía aplicar el mismo principio.

Lo que desconcertante está en que las señales anómalas no fueron captadas por otros detectores. Ni el prestigioso Experimento IceCube ni el Observatorio Pierre Auger detectaron las lluvias de aire ascendentes que deberían acompañar a eventos de tal magnitud.

Los investigadores han descartado todas las explicaciones convencionales. Las señales muestran "una fuerte polarización horizontal, pero sin la inversión de polaridad esperada para los pulsos reflejados", características que no encajan con ningún fenómeno conocido.

En consecuencia, la comunidad científica se pregunta: ¿Eran neutrinos con propiedades desconocidas? ¿Interacciones nuevas? ¿O algo completamente distinto, como materia oscura, esa forma invisible de materia que compone el 85 % del universo pero que aún no hemos podido detectar directamente?

No obstante, los análisis del nuevo estudio parecen enfriar esa hipótesis, al menos por ahora. Wissel comenta al respecto: "Mi conjetura es que se produce algún efecto interesante de propagación de radio cerca del hielo y también cerca del horizonte que no entiendo completamente".

La respuesta podría llegar con PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations), el sucesor de ANITA actualmente en desarrollo. Este nuevo detector será más grande y sensible, capaz de detectar señales más débiles y, esperan los científicos, resolver finalmente el misterio.

"Estoy entusiasmada de que cuando volemos PUEO, tendremos una mejor sensibilidad", explica Wissel. "En principio, deberíamos detectar más anomalías, y quizá lleguemos a entender de qué se trata".

Mientras tanto, las señales anómalas de la Antártida se suman a la lista de enigmas científicos sin resolver. Como reconoce Wissel, "ahora mismo, es uno de estos misterios de larga data" que mantiene despiertos a los físicos de todo el mundo.