Rayos cósmicos en burbujas: por qué los núcleos pesados crecen inesperadamente con la energía ✛ ✎ ✦

El globo ATIC se elevó sobre la Antártida y capturó partículas más antiguas que la propia Tierra. Entre ellas, núcleos atómicos desde azufre hasta cromo, y cuanto mayor es su energía, mayor es su proporción en comparación con el hierro. El modelo estándar de 'caja con fugas' predecía lo contrario: los núcleos pesados deberían disolverse como sal en agua. Pero los datos crecían obstinadamente.

Los autores volvieron a una idea olvidada de 1977: la galaxia no es una 'caja con fugas', sino una habitación cerrada con burbujas. Dentro de cada burbuja hay fuentes, como lámparas en pompas de jabón. El Sol se encuentra en una de ellas, y vemos no solo la luz de nuestra lámpara, sino también los reflejos de las ajenas que se filtran a través de las paredes. El modelo con una fracción de flujo volumétrico del 20% reprodujo el aumento: primero la relación cae, como se esperaba, y luego crece: es la luz de otras burbujas la que entra en juego.

El modelo predice un endurecimiento universal de los espectros de núcleos primarios a 200–300 GeV/nucleón, y esto concuerda con las observaciones. Pero hay un precio: las fuentes deben ser suaves, con un índice espectral de 2.55 para protones y 2.45 para oxígeno. Es como si las lámparas en las burbujas fueran tenues, pero numerosas.

La estimación del coeficiente de difusión en la burbuja local resultó ser de 2 a 3 órdenes de magnitud menor que el valor aceptado: las partículas parecen atascarse en un jarabe, en lugar de salir libremente. Quizás las paredes de la burbuja las reflejan de vuelta, como espejos.

Por ahora, esto es conocimiento puro: no se vislumbran aplicaciones prácticas. Pero el modelo ofrece una nueva herramienta para interpretar futuros datos de AMS-02 y CALET. Si es correcto, literalmente vivimos dentro de un 'caldero' donde se cocinan los rayos cósmicos.