Tajemnicze sygnały spod lodu Antarktydy. Rewolucja w fizyce?

Tajemnicze sygnały spod lodu Antarktydy. Rewolucja w fizyce?

Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA) – zestaw instrumentów zamontowanych na balonach stratosferycznych nad Antarktydą, zaprojektowany do śledzenia promieni kosmicznych i neutrin.

Detektor cząstek kosmicznych ANITA, działający nad Antarktydą, zarejestrował serię niewytłumaczalnych sygnałów, które przeczą obecnie obowiązującym modelom fizyki cząstek. Odkrycie może wskazywać na istnienie nowych cząstek lub zjawisk, których nie opisuje Model Standardowy.

Eksperyment ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) został umieszczony nad Antarktydą z uwagi na minimalne ryzyko zakłóceń ze strony ziemskich źródeł radiowych. Zestaw detektorów promieniowania kosmicznego, umieszczonych na balonach stratosferycznych wysoko nad kontynentem, niedawno wykrył serię tajemniczych impulsów fal radiowych, których źródło i charakter pozostają zagadką.

Sygnały z wnętrza lodu

Zarejestrowane anomalie nie przypominają standardowych zjawisk znanych z obserwacji promieni kosmicznych. Fale radiowe, zamiast odbijać się od powierzchni lodu, jak przewidywały modele, wydają się „wyłaniać” spod lodu pod nienaturalnymi kątami, jakby pochodziły z wnętrza Ziemi. To zaskoczyło fizyków i wywołało spekulacje o nieznanych dotąd interakcjach cząstek.

– Wykryte przez nas fale radiowe miały bardzo strome kąty, około 30 stopni poniżej powierzchni lodu – wyjaśnia prof. Stephanie Wissel z Penn State, członkini zespołu ANITA. – Według znanych modeli taki sygnał nie powinien był do nas dotrzeć, bo skała powinna go całkowicie wytracić.

Nie były to neutrina

Eksperyment ANITA został zaprojektowany do rejestrowania neutrin – niemal niewykrywalnych cząstek, które przemierzają wszechświat, wchodząc w bardzo rzadkie interakcje z materią. Jednak wykryte impulsy nie są zgodne z oczekiwanymi sygnałami od neutrin.

– Miliard neutrin przechodzi przez twój paznokieć w każdej sekundzie, ale niemal żadne nie zostawia śladu – tłumaczy Wissel. – Tym bardziej nie powinniśmy byli zarejestrować czegoś, co przeszło przez tysiące kilometrów skał.

Sprawdzone i… nadal tajemnicze

Aby wykluczyć możliwość błędu, dane z ANITA zostały porównane z wynikami z innych detektorów, takich jak Obserwatorium IceCube oraz Obserwatorium Pierre’a Augera. Żadne z nich nie wykryło podobnych sygnałów, co wyklucza ich pochodzenie od znanych form promieniowania kosmicznego czy wysokiej energii neutrin.

– To, co obserwujemy, nie pasuje do Modelu Standardowego fizyki cząstek – przyznaje Wissel.

Wśród hipotez pojawiła się również ta najbardziej śmiała – że rejestrowane sygnały mogą mieć związek z cząstkami ciemnej materii. Brakuje jednak podobnych obserwacji w innych lokalizacjach, co utrudnia potwierdzenie tej teorii.

Następca ANITA już w przygotowaniu

Wobec tajemniczych danych, zespół naukowy pracuje już nad następcą ANITA – znacznie większym i bardziej czułym detektorem o nazwie PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations).

– Dzięki PUEO będziemy mieć większą zdolność wykrywania anomalii, a może także prawdziwych neutrin – mówi Wissel. – Jeśli uda nam się je zarejestrować, moglibyśmy uzyskać informacje o zjawiskach, które miały miejsce miliardy lat temu.

Na post. Science Focus