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 w tej chwili 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… przez cały czas 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 – iż 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. – jeżeli uda nam się je zarejestrować, moglibyśmy uzyskać informacje o zjawiskach, które miały miejsce miliardy lat temu.

Na post. Science Focus