Странные сигналы из космоса постоянно достигают Земли, исходящие от таких источников, как пульсары, квазары и сверхновые. В Антарктиде недавно подобный сигнал, казалось, материализовался из ниоткуда, но исходил он не с неба, а из глубин океана.
Два десятилетия назад, далеко над бескрайними просторами льда и снега, приборы на борту антарктической экспериментальной импульсной временной антенны (ANITA) (ныне вышедшей из эксплуатации) улавливали радиоволны от космических лучей, проходящих через атмосферу. Когда эти лучи сталкиваются с частицами в атмосфере, они распадаются на вторичные частицы, сотни из которых проходят сквозь наши тела каждую секунду, а мы этого не замечаем. Обнаруживая эти частицы, АНИТА давала представление о далеких космических событиях. Но затем все пошло не так.
ANITA обнаружила аномальные сигналы, исходящие из-за горизонта, под необычно острыми углами, примерно на 30 градусов ниже поверхности льда. То, что оказалось радиоимпульсами, должно было каким-то образом проникнуть через толщу породы в тысячи миль, через которую они должны были быть поглощены. Как вообще могли быть обнаружены эти импульсы космических лучей сверхвысокой энергии (UHECR), оставалось загадкой. Физик Стефани Виссел из Университета штата Пенсильвания, которая изучала данные ANITA в поисках сигналов от нейтрино (которые и без того являются загадочными субатомными частицами), никогда не видела ничего, даже отдаленно похожего на это.
“Учитывая трудности в интерпретации аномальных событий ANITA, они привлекли большое внимание”, - заявили Виссел и ее команда исследователей в исследовании, недавно опубликованном в Physical Review Letters. “Были выдвинуты теоретические интерпретации, связанные с [экзотической физикой], в которых упоминаются новые частицы, которые вызывают восходящие потоки в атмосфере”.
Исследователи предположили, что сигнал, возможно, исходил от тех неуловимых нейтрино, которые выбрасываются объектами и явлениями, генерирующими огромное количество энергии. Большинство нейтрино взаимодействуют ни с чем, но тау-нейтрино будут взаимодействовать со льдом. Этот аромат нейтрино связан с тау-лептоном, еще одной субатомной частицей, которая начинает распадаться после того, как высвобождается из льда, теряя энергию при разрушении. Распад Тау-нейтрино приводит к появлению сигналов, известных как воздушные потоки, и электромагнитное излучение, испускаемое этими потоками, можно обнаружить с помощью радиоантенны, такой как у ANITA. Но, несмотря на это, оказалось, что сигнал исходит не от нейтрино или тау-нейтрино.
Что бы ни создавало эти сигналы, это не соответствовало компьютерному моделированию и математическим моделям как космических лучей, так и гипотетических восходящих воздушных потоков, а сами сигналы были непохожи ни на что, что когда—либо видели детекторы, подобные ANITA, такие как нейтринная обсерватория IceCube и обсерватория Пьера Оже. Сигналы даже не вписывались в стандартную модель физики элементарных частиц, которая описывает, как материя состоит из субатомных частиц. Их можно было бы назвать только аномальными.
“Результаты этого поиска не подтверждают интерпретацию о том, что обнаруженные аномальные импульсы [...] были вызваны воздушными потоками, возникшими в результате взаимодействия частиц или их распада, например, в результате распада движущихся вверх тау, последнее является основой предлагаемых объяснений, основанных на физике, выходящей за рамки стандартной модели”, - отмечают исследователи. сказал.
Могли ли сигналы исходить от частиц, ранее неизвестных физике? Возможно. Однако они также могут быть вызваны нейтрино, которые остались незамеченными. Виссел сейчас работает над преемником ANITA — более крупным и чувствительным нейтринным детектором PUEO. Возможно, эта аномалия расскажет нам о чем-то таком, чего мы иначе и представить себе не могли.
