Eksperyment ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) został umieszczony na Antarktydzie, gdyż tylko tam jest niewielkie prawdopodobieństwo zakłóceń ze strony innych sygnałów. Zestaw detektorów promieniowania kosmicznego umieszczony na balonach wysoko nad lodowym kontynentem wykrył niedawno serię dziwnych sygnałów, których badacze nie potrafią wyjaśnić.
O co chodzi?
Wykryte przez ANITA anomalie polegają na impulsach fal radiowych, które, zamiast odbijać się od lodu, jak się tego spodziewano, wydają się „wyłaniać” spod lodu pod dziwnymi kątami, w ramach interakcji fizycznych, które jak dotąd pozostają nieznane.
Wyniki obserwacji zostały opublikowane w czasopiśmie „Physical Review Letters”. Te anomalie, jak podają naukowcy zajmujący się badaniami na Antarktydzie, stanowią zagadkę, która może wskazywać na istnienie nowych cząstek lub zjawisk niewpasowujących się w Model Standardowy, opisujący cząstki elementarne i ich oddziaływania.
ANITA
ANITA to zestaw instrumentów zamontowanych na balonach stratosferycznych nad Antarktydą, zaprojektowany do śledzenia promieni kosmicznych i neutrin, czyli cząstek, które przemierzają wszechświat niemal nie wchodząc w interakcję z materią.
Zamiast jednak rejestrować sygnały z kosmosu, detektor zarejestrował fale radiowe, które, według obliczeń naukowców, musiały przejść przez tysiące kilometrów skały, zanim zostały wykryte, co teoretycznie nie powinno mieć miejsca.
– Wykryte przez nas fale radiowe miały bardzo strome kąty, około 30 stopni poniżej powierzchni lodu – wyjaśniła Stephanie Wissel, profesor fizyki i astrofizyki na Penn State i członek zespołu ANITA. – Według naszych modeli taki sygnał nie powinien był do nas dotrzeć, bo skała powinna go całkowicie wytracić.
Co najbardziej zagadkowe, jak podaje Wissel, to fakt, że nie były to neutrina, czyli cząstki, które eksperyment pierwotnie miał rejestrować. Neutrina, mimo że są niezwykle liczne we wszechświecie, są też bardzo trudne do wykrycia ze względu na ich słabe oddziaływania z materią.
– Miliard neutrin przechodzi przez twój paznokieć każdej sekundy, ale niemal żadne nie zostawia śladu – tłumaczy badaczka.
Nowe dane?
Aby wykluczyć błędy, zespół porównał dane z ANITA z wynikami z innych niezależnych detektorów, takich jak Obserwatorium IceCube i Obserwatorium Pierre’a Augera, nie znajdując jednak pokrywających się sygnałów, co wyklucza, że były one spowodowane przez konwencjonalne promienie kosmiczne lub wysokoenergetyczne neutrina.
– To, co obserwujemy, nie pasuje do standardowego modelu fizyki cząstek – przyznała Wissel.
Wśród różnych hipotez naukowców pojawiła się hipoteza, że anomalie wykryte na Antarktydzie są związane z ciemną materią, lecz brak podobnych obserwacji w innych miejscach utrudnia potwierdzenie tej teorii.
W obliczu tej tajemnicy Penn State i inni współpracownicy już pracują nad następcą ANITA — instrumentem PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations), większym i bardziej czułym detektorem, który może pomóc zrozumieć pochodzenie tych sygnałów.
– Dzięki PUEO będziemy mieć większą zdolność wykrywania anomalii, a może także prawdziwych neutrin – powiedziała Wissel. – Jeśli uda nam się je wykryć, moglibyśmy uzyskać informacje o zjawiskach kosmicznych, które miały miejsce miliardy lat temu. – dodała.
Czytaj też:
Dodekaedry. Najbardziej tajemniczy przedmiot starożytnego RzymuCzytaj też:
Piramida, o której nikt nie wiedział. Co zagadka z pustyni judzkiej zmieni w archeologiiCzytaj też:
Najstarszy alkohol świata a historia ludzkości