Los rayos cósmicos son partículas que nos llegan desde el espacio profundo. Cuando una de estas partículas choca contra la atmósfera, genera toda una lluvia de nuevas partículas, como una bola de billar que rompe el triángulo y las bolas salen disparadas en todas direcciones. Para predecir cómo será esa lluvia, hay que saber cómo interactúa la partícula primaria con los núcleos de los átomos del aire. El aire se compone principalmente de nitrógeno y oxígeno, así que los científicos decidieron medir colisiones de protones con núcleos de oxígeno.

En el Gran Colisionador de Hadrones del CERN se aceleró un haz de protones y se dirigió hacia un blanco de oxígeno. La energía de la colisión fue enorme: 9,62 teraelectronvoltios en el sistema del centro de masas, miles de veces mayor que la energía liberada en la fisión de un solo núcleo de uranio. El detector ATLAS registró 246 millones de eventos en los que nació al menos una partícula cargada con momento transverso superior a 500 megaelectronvoltios y ángulo de emisión dentro de 2,5 unidades de pseudorrapidez. Es como si hubieras lanzado una piedra a un estanque 246 millones de veces y cada vez midieras qué salpicaduras se producen.

Los resultados ayudarán a los astrofísicos a calcular con mayor precisión las lluvias cósmicas. Esto es importante para los observatorios que detectan rayos cósmicos de ultra alta energía, como el Observatorio Pierre Auger en Argentina. Cuanto mejor sepamos cómo interactúa una partícula con el aire, con mayor precisión podremos reconstruir su energía y dirección. Y esto, a su vez, nos acerca a desentrañar de dónde provienen las partículas más energéticas del universo.