Científicos han utilizado datos de los detectores subterráneos Super-Kamiokande e IceCube para buscar axiones producidos en la atmósfera terrestre. Estos axiones, hipotéticas partículas elementales, se generarían a partir de la desintegración poco común de kaones cargados ($K^{+} \rightarrow \pi^{+}a$) creados por la interacción de rayos cósmicos con la atmósfera. Si estos axiones tuvieran una vida media suficientemente larga, podrían alcanzar estos grandes detectores y desintegrarse en dos fotones ($a \rightarrow \gamma\gamma$), dejando una señal detectable. Esta investigación explora un nuevo canal para la búsqueda de axiones, complementando los esfuerzos existentes.

Los kaones, mesones producidos en cascadas de rayos cósmicos, actúan como una fuente natural de partículas para la física de nuevas interacciones. La desintegración $K^{+} \rightarrow \pi^{+}a$ es un proceso raro que, si ocurre, podría producir axiones con energías y masas específicas. Los detectores como Super-Kamiokande, en Japón, y IceCube, en el Polo Sur, están diseñados para detectar neutrinos y otras partículas de alta energía, pero su gran volumen y ubicación subterránea/subglacial los hacen ideales para buscar señales débiles de nuevas partículas como los axiones.

Al analizar los datos de ambos experimentos, los investigadores han podido establecer nuevas restricciones sobre la constante de desintegración del axión, $f_a$, para masas de axiones de hasta $m_a \sim 350\ \mathrm{MeV}$. Estas restricciones son complementarias a los límites ya conocidos en el espacio de parámetros de los axiones. La búsqueda de axiones es crucial para abordar problemas no resueltos en el Modelo Estándar de la física de partículas, como el problema de la CP fuerte y la naturaleza de la materia oscura, para la cual los axiones son candidatos prometedores.