Durant anys, el silenci de l’Antàrtida ha guardat un secret que portava de cap a la comunitat científica internacional. Uns estranys senyals de ràdio, emesos directament des de les profunditats del gel més remot del planeta, semblaven no tenir explicació lògica.
Segurament tu també has pensat en teories dignes d’una pel·lícula de ciència-ficció. (Sí, nosaltres també vam imaginar civilitzacions ocultes o tecnologia alienígena sota el permafrost). Però la realitat, com sol passar, és molt més fascinant i té a veure amb la física de partícules més pura.
Un equip d’investigadors que opera l’Askaryan Radio Array (ARA) acaba de publicar la resposta definitiva a la prestigiosa revista Physical Review Letters. Han confirmat, per primera vegada en un entorn natural, un fenomen que es va predir fa més de sis dècades i que podria canviar el que sabem de l’univers.
El fantasma de la Guerra Freda que viu sota els teus peus
Hem de viatjar mentalment als anys seixanta. En plena tensió mundial, el físic Gurgen Askaryan va llançar una hipòtesi que sonava a bogeria: les partícules d’alta energia, en travessar materials molt densos, generarien ones de ràdio. És el que avui anomenem radiació d’Askaryan.
El problema és que detectar això en la natura era com buscar una agulla en un paller de la mida d’un continent. L’Antàrtida ofereix les condicions teòriques ideals, però el soroll electromagnètic de la nostra pròpia tecnologia solia tapar aquests senyals tan febles del cosmos.
Aquesta radiació és una mena de “foc artificial” subterrani i invisible per a l’ull humà. Es produeix quan els raigs còsmics xoquen contra els àtoms del gel i generen una pluja secundària d’electrons que emet un pols de ràdio detectable per antenes especialitzades.
Per aconseguir aquesta captura històrica, els enginyers han hagut d’enterrar antenes de ràdio a profunditats de fins a 200 metres sota la capa de gel. És, literalment, un telescopi que mira cap avall en lloc de cap amunt, buscant els secrets que arriben des de l’espai profund.
Com saben que no és una interferència humana?
Els científics van analitzar dades de més de 200 dies d’observació realitzats durant l’any 2019. Van descartar una a una totes les opcions lògiques: no era el soroll tèrmic de l’equip, no eren les comunicacions de la propera estació Amundsen-Scott i tampoc eren avions sobrevolant la zona.
El que van registrar les antenes de l’ARA va ser una signatura física exacta. La polarització del camp elèctric, la taxa d’esdeveniments i el contingut espectral coincidien mil·limètricament amb el que Askaryan va predir a la seva pissarra fa 60 anys. (La ciència a vegades triga, però sempre acaba posant les coses al seu lloc).
Aquests esdeveniments són el resultat de partícules de molt alta energia impactant contra la superfície. En penetrar el gel, creen aquesta cascada de partícules carregades negativament que nosaltres, gràcies a la tecnologia del segle XXI, hem pogut “escoltar” per primera vegada en un medi natural.
La porta als majors secrets de l’univers violent
Potser t’estàs preguntant: “I a nosaltres en què ens afecta això?”. Doncs bé, aquest descobriment és la clau anglesa per obrir el pany dels esdeveniments més violents del cosmos, com les explosions de supernoves o l’activitat frenètica dels forats negres actius.
L’objectiu final del projecte no són només els raigs còsmics, sinó els neutrins còsmics. Aquestes partícules són tan esmunyedisses que poden travessar planetes sencers sense tocar res. Són els missatgers perfectes per explicar-nos què passa a l’altre costat de l’univers sense que la informació es perdi pel camí.
Gràcies a la confirmació de la radiació d’Askaryan, ara els científics saben diferenciar entre un simple raig còsmic i un neutrino profund. Els raigs entren gairebé en horitzontal i es queden a la superfície, mentre que els neutrinos interactuen a molta més profunditat en angles verticals.
Els experts calculen que en els pròxims anys el detector ARA captarà més d’una dotzena d’esdeveniments similars atribuïbles a neutrins. Això canviarà per sempre la nostra forma d’entendre l’astrofísica moderna sense necessitat de mirar directament a les estrelles amb telescopis òptics convencionals.
Un salt de gegant per a la ciència actual
Aquest troballa és una validació total per a projectes com ANITA (la missió de la NASA amb globus sobre l’Antàrtida) i per a tota la infraestructura científica que es manté al continent blanc. La física de partícules acaba de demostrar que el gel és el millor laboratori del món si saps on col·locar l’orella.
Saber que hem estat capaços de confirmar una teoria de la Guerra Freda usant antenes enterrades al lloc més inhòspit de la Terra és, senzillament, brillant. Ens recorda que encara queden misteris per resoldre sota els nostres propis peus que ens connecten amb el més llunyà del cel.
La propera vegada que pensis en l’Antàrtida, ja no la veuràs només com un bloc de gel i pingüins. Ara saps que és una pantalla gegant on l’univers escriu els seus missatges més secrets en forma d’ones de ràdio invisibles però plenes de dades.
Qui ens havia de dir que la solució a un enigma de fa més de mig segle estava amagada a 200 metres de profunditat al Pol Sud? L’univers sempre es guarda un as sota la màniga per deixar-nos amb la boca oberta i aquesta vegada ha estat una jugada mestra.
Estigues atenta, perquè aquest és només el principi d’una nova era en la detecció de partícules espacials. El gel ha començat a parlar i el que ens ha de dir sobre els forats negres ens deixarà glaçades. T’imagines poder “veure” el centre d’una galàxia llunyana gràcies a un cub de gel gegant?
