El origen de los rayos cósmicos ha sido uno de los misterios más perdurables de la física, y parece que seguirá así por un tiempo más. Uno de los principales candidatos de donde provienen los rayos cósmicos es la explosión de rayos gamma, y los físicos esperaban que un enorme detector antártico llamado IceCube Neutrino Observatory confirmaría esa teoría. Pero las observaciones de más de 300 GRB no mostraron evidencia de rayos cósmicos. En resumen, los rayos cósmicos no son lo que pensábamos que eran.
Pero, al igual que Thomas Edison, quien dijo que "cada intento equivocado descartado es otro paso adelante", los físicos ven este último hallazgo como un progreso.
"Aunque no hemos descubierto de dónde provienen los rayos cósmicos, hemos dado un paso importante para descartar una de las predicciones principales", dijo el investigador principal de IceCube y profesor de física de la Universidad de Wisconsin-Madison Francis Halzen.
Los rayos cósmicos son partículas cargadas eléctricamente, como los protones, que golpean la Tierra desde todas las direcciones, con energías hasta cien millones de veces más altas que las creadas en aceleradores artificiales. Las condiciones intensas necesarias para generar tales partículas energéticas han centrado el interés de los físicos en dos fuentes potenciales: los agujeros negros masivos en los centros de las galaxias activas y los estallidos de rayos gamma (GRB), destellos de rayos gamma asociados con explosiones extremadamente energéticas que se han observado en galaxias distantes.
IceCube está utilizando neutrinos, que se cree que acompañan la producción de rayos cósmicos, para explorar estas dos teorías. En un artículo publicado en la edición del 19 de abril de la revista Nature, los científicos de IceCube describen una búsqueda de neutrinos emitidos por 300 explosiones de rayos gamma observados, más recientemente en coincidencia con los satélites SWIFT y Fermi, entre mayo de 2008 y abril de 2010. Sorprendentemente, ellos no encontró ninguno, un resultado que contradice 15 años de predicciones y desafía una de las dos teorías principales sobre el origen de los rayos cósmicos de mayor energía.
El detector busca alta energía (teraelectronvolt; 1012-electronvolt) neutrinos, y en su artículo el equipo dijo que encontraron un límite superior en el flujo de neutrinos energéticos asociados con GRB que es al menos un factor de 3.7 por debajo de las predicciones. Esto implica que cualquiera de los GRB no son las únicas fuentes de rayos cósmicos con energías superiores a 1018electronvoltios, o la eficiencia de la producción de neutrinos es mucho menor de lo previsto. De cualquier manera, dicen los científicos, nuestras teorías actuales sobre la producción de rayos cósmicos y neutrinos en los GRB deberán revisarse. "El resultado de esta búsqueda de neutrinos es significativo porque por primera vez tenemos un instrumento con suficiente sensibilidad para abrir un nuevo ventana sobre la producción de rayos cósmicos y los procesos interiores de los GRB ", dijo el portavoz de IceCube y profesor de física de la Universidad de Maryland Greg Sullivan. "La inesperada ausencia de neutrinos de los GRB ha forzado una reevaluación de la teoría para la producción de rayos cósmicos y neutrinos en una bola de fuego GRB y posiblemente la teoría de que los rayos cósmicos de alta energía se generan en bolas de fuego". IceCube es un detector de partículas en el Polo Sur que registra las interacciones de unos neutrinos casi sin masa. Los instrumentos observan neutrinos al detectar la tenue luz azul producida en las interacciones de neutrinos en el hielo. Los neutrinos pueden viajar fácilmente a través de personas, paredes o planetas enteros, como la Tierra. Para detectar sus raras interacciones, IceCube está construido a una escala enorme. Un kilómetro cúbico de hielo glacial, suficiente para caber 400 veces en la gran pirámide de Giza, está equipado con 5.160 sensores ópticos incrustados hasta 2.5 kilómetros de profundidad en el hielo. Los satélites que utilizan X suelen observar por primera vez los GRB, las explosiones más poderosas del universo. -rays y / o rayos gamma. Los GRB se ven aproximadamente una vez al día, y son tan brillantes que se pueden ver desde la mitad del Universo visible. Las explosiones generalmente duran solo unos segundos, y durante este breve tiempo pueden eclipsar todo lo demás en el universo. Los científicos dicen que una mejor comprensión teórica y más datos del detector IceCube de la competencia ayudarán a los científicos a comprender mejor el misterio de la producción de rayos cósmicos. IceCube actualmente está recopilando más datos con el detector finalizado, mejor calibrado y mejor entendido. IceCube es operado por una colaboración de 250 físicos e ingenieros de los EE. UU., Alemania, Suecia, Bélgica, Suiza, Japón, Canadá, Nueva Zelanda, Australia y Barbados. Más información sobre IceCube.
Fuente: IceCube / Universidad de Wisconsin
