Algo estranho está acontecendo acima da paisagem congelada da Antártica.

Quando os cientistas lançaram uma missão científica em um balão chamada Anttarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA) sobre o continente em 2006, um raio cósmico atingiu um de seus instrumentos. Isso não é tão estranho. Raios cósmicos voam do espaço profundo o tempo todo, e ANITA pode detectá-los e medir suas energias. Mas nesta ocasião, o raio cósmico não veio de cima, Veio de abaixo . Esta partícula de alta energia emergiu do gelo e viajou para cima através da atmosfera. Isso não é algo que os raios cósmicos devam fazer.

Durante outro voo da ANITA em 2014, aconteceu novamente .

Os raios cósmicos vêm de alguns dos lugares mais energéticos do universo - das supernovas às mandíbulas giratórias dos buracos negros. Ver um raio cósmico emergir da terra sugere que esta partícula viajou do espaço profundo e passou direto o planeta antes de emergir do outro lado. De acordo com a física, Contudo, isto é impossível.

A coisa com raios cósmicos, que são prótons de alta energia e núcleos atômicos, é que eles têm grandes seções transversais. Em outras palavras, eles não têm nenhum problema em interagir com a matéria. Se um raio cósmico atingir a Terra, será interrompido em suas trilhas pela atmosfera, como uma bala atingindo um bloco de concreto. Por outro lado, neutrinos têm seções transversais muito pequenas, o que significa que essas partículas fantasmagóricas percorrem a matéria como se ela nem estivesse lá. Os neutrinos estão interagindo tão fracamente com a matéria que trilhões deles passam por nossos corpos desimpedidos a cada segundo. Mas as partículas que a ANITA detectou não eram neutrinos, eles eram (o que parecem ser) raios cósmicos, e eles passaram direto pelo nosso planeta como se ele nem estivesse lá. Francamente, esses raios cósmicos não são normais.

Agora, os pesquisadores revisitaram esses eventos ANITA em um estudo submetido em setembro de 2018 e encontraram três detecções semelhantes de raios cósmicos que se movem para cima em outro experimento da Antártica chamado IceCube, um detector de partículas enterrado no gelo. Eles chegaram a uma conclusão surpreendente:não são regulares, Raios cósmicos do modelo padrão; eles podem ser evidências de física exótica.

A física exótica se refere à física que não entendemos atualmente, e os cientistas se referem a ela como "física além do modelo padrão". O Modelo Padrão é uma espécie de livro de receitas que diz ao universo como as partículas subatômicas (de elétrons a fótons e quarks) devem se comportar. Quando o Large Hadron Collider (LHC) descobriu o bóson de Higgs em 2012 - a partícula que confere massa à matéria - o modelo padrão estava completo; o arcabouço teórico que descreve todas as interações até escalas subatômicas foi encerrado.

Houve, Contudo, um problema. Na verdade, havia vários. O modelo padrão não explica o que são matéria escura e energia escura. Também não pode explicar por que a maior parte do universo é feita de matéria em vez de antimatéria. Há também a questão da massa do neutrino - o modelo padrão é insuficiente aqui, também. Existem muitos mistérios que não podem ser explicados pelo livro de receitas do Modelo Padrão, então os físicos estão trabalhando arduamente tentando encontrar evidências para um livro de receitas que governa o universo nas sombras.

De forma enlouquecedora, os experimentos mais complexos da Terra ainda não encontraram nenhuma evidência conclusiva deste reino sombrio, embora haja pistas. E, de acordo com os pesquisadores que investigam as anomalias ANITA e IceCube, essas detecções de raios cósmicos podem ter aberto uma janela para a física além do modelo padrão, fornecendo evidências de partículas que parecem raios cósmicos e ainda não se comporte como raios cósmicos.

"[U] nder extrapolações conservadoras das interações [modelo padrão], não há partícula que possa se propagar através da Terra [...] nessas energias e ângulos de saída. Exploramos aqui se as partículas "além do modelo padrão" são necessárias para explicar os eventos ANITA, se interpretado corretamente, e concluam que eles são, "os pesquisadores escrevem em seu estudo.

"Supersimetria" (ou SUSY) é um livro de receitas de física exótica hipotética que pode ajudar a explicar o que está acontecendo. Essa hipótese sugere que todas as partículas que conhecemos e amamos têm partículas SUSY (também conhecidas como "espartículas"). Essas espartículas dariam equilíbrio ao Modelo Padrão e podem explicar alguns dos mistérios que estão confundindo físicos e cosmologistas. Poderiam esses raios cósmicos fantasmas ser, na verdade, um tipo totalmente diferente de partícula emergindo da supersimetria?

É muito cedo para dizer, e mais dados são necessários, mas é tentador pensar que podemos ter acidentalmente vislumbrado física além do Modelo Padrão na localização mais extrema da Terra.

Uma espartícula também é conhecida como superparceira. Preferimos espartículas.