A lo largo de los años, los científicos han podido revelar la existencia de partículas bastante interesantes, impulsando todo el campo de la física con cada descubrimiento. Existe, por ejemplo, la «partícula divina», también conocida como bosón de Higgs, que da masa a todas las demás partículas. También está el llamado «¡Dios mío!» Una partícula, un rayo cósmico de energía inimaginable.
Pero ahora tenemos una nueva partícula en la ciudad. Se llama partícula «Diosa del Sol» y es apropiadamente extraordinaria.
Esta partícula tiene un nivel de energía un millón de veces mayor que el que pueden generar incluso los aceleradores de partículas humanos más potentes; Parece haber caído al suelo en una lluvia de otras partículas menos energéticas. Como «¡Dios mío!» Partículas, estos bits provienen de regiones lejanas del espacio y se conocen como Rayos cósmicos. La partícula recibió el nombre de «Amaterasu» en honor a Amaterasu Omikami, la diosa del sol y el universo en la mitología japonesa, cuyo nombre significa «brillante en el cielo».
Así como su legendario nombre está envuelto en un velo de misterio, también lo está la partícula Amaterasu. Sus descubridores, incluido el investigador de la Universidad Metropolitana de Osaka, Toshihiro Fujii, no saben de dónde procede la partícula ni qué es realmente. Tampoco estaban seguros de qué tipo de proceso violento y poderoso podría dar lugar a algo tan vital como Amaterasu.
«Esta es la partícula cargada más energética jamás detectada por el experimento Telescope Array», dijo Fujii a Space.com.
La esperanza es que así como a Amaterasu se le atribuye la creación de Japón en la tradición sintoísta, las partículas de Amaterasu podrían ayudar a crear una rama completamente nueva de la astrofísica de alta energía.
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«¡Oh Dios!» partícula
Los rayos cósmicos de alta energía son inicialmente extremadamente raros, pero Fujii dijo que la partícula Amaterasu tiene un nivel de energía no visto en 30 años de descubrimientos de rayos cósmicos.
De hecho, cuando los investigadores descubrieron Amaterasu utilizando el experimento Telescope Array, que involucra 507 detectores repartidos en 270 millas cuadradas (699 kilómetros cuadrados) de desierto alto en el condado de Millard, Utah, inicialmente pensaron que el descubrimiento debía ser algo incorrecto.
«Pensé que sería culpa mía o un problema técnico, y después de verificar los detalles del evento, me emocionó descubrir que no era un error», dijo Fujii.
La partícula Amaterasu fue observada por primera vez mediante el experimento Telescope Array el 27 de mayo de 2021 y exhibe una energía de 224 exaelectronvoltios (EeV). Para la competencia, un EeV equivale a 10¹⁸ electronvoltios. Esto coloca a Amaterasu en un nivel de energía comparable al de los rayos cósmicos más energéticos jamás detectados. Sí, eso es un «¡Dios mío!» La partícula fue descubierta en octubre de 1991 por la cámara Fly’s Eye en Dugway Proving Ground, Utah. Este último tenía una energía de 320 MeV.
«La partícula Amaterasu debería ser un importante mensajero del universo sobre fenómenos altamente energéticos, pero necesitamos resolver el origen de esta misteriosa partícula», explicó Fujii.
No hay ningún objeto astrofísico, ni ningún evento cósmico, en la dirección de donde parece haber venido la partícula de la Diosa del Sol. Por esta razón, los científicos no están del todo seguros de qué llevó a su creación. Sin embargo, si bien es posible que actualmente se desconozcan los orígenes de la partícula Amaterasu, Fujii tiene algunas vías de investigación que seguir. Más importante aún, algunas de estas ideas podrían extenderse más allá del Modelo Estándar de física de partículas, nuestro mejor modelo para el zoológico del universo y cómo cada una de esas partículas interactúa entre sí.
«Una posibilidad es que la partícula haya sido acelerada por fenómenos muy energéticos, como un estallido de rayos gamma o un chorro de un agujero negro supermasivo que se alimenta del centro de núcleos galácticos activos», dijo Fujii. «Otra posibilidad es la creación en un escenario exótico como la desintegración de la materia oscura extremadamente pesada: una nueva partícula, procedente de una física desconocida fuera del Modelo Estándar».
El equipo ha estado rastreando rayos cósmicos utilizando el Telescope Array Experiment en Utah desde 2008, y ahora continuará haciéndolo con la sensibilidad cuatro veces mejorada del proyecto recientemente actualizado. También esperan que otros observatorios de próxima generación se involucren en trabajos con rayos cósmicos para ayudar a los científicos a embarcarse en una investigación más detallada de la partícula Amaterasu.
«Personalmente, estoy emocionado de haber encontrado un nuevo rompecabezas que la ciencia puede resolver», concluyó Fujii.
La investigación del equipo se publicará el 24 de noviembre en la revista Science.
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