Istraživači koji istražuju led na Antarktici ostali su u čudu kad je detektor kozmičkih čestica zabilježio niz bizarnih signala koji, naizgled, dopiru iz leda.
Kako su objavili znanstvenici s Penn Statea, neobični radio impulsi otkriveni su eksperimentom Antarktičke impulsne tranzijentne antene (ANITA), nizom instrumenata koji se lete na balonima visoko iznad Antarktike, a dizajnirani su za detekciju radiovalova iz kozmičkih zraka koje udaraju u atmosferu.
Cilj eksperimenta bio je dobiti uvid u udaljene kozmičke događaje analizom signala koji dopiru do Zemlje. No, signali koje su uhvatili ne mogu se objasniti trenutnim razumijevanjem fizike čestica. Kako ističu, signali, umjesto da se reflektiraju od leda, čini se da dolaze ispod horizonta što je smjer koji se (zasad) ne može objasniti).
Svoje otkriće objavili su u časopisu Physical Review Letters.
Radio valovi koje smo detektirali bili su pod vrlo strmim kutovima, poput 30 stupnjeva ispod površine leda, rekla je Stephanie Wissel, izvanredna profesorica fizike, astronomije i astrofizike koja je radila u ANITA timu tražeći signale od neuhvatljivih čestica zvanih neutrini.
Pojasnila je da je, prema njihovim izračunima, anomalni signal morao proći kroz tisuće kilometara stijene i stupiti u interakciju s njom prije nego što je stigao do detektora, što bi trebalo ostaviti radio signal neotkrivenim jer bi ga stijena apsorbirala.
To je zanimljiv problem jer još uvijek nemamo objašnjenje za te anomalije, ali ono što znamo jest da najvjerojatnije ne predstavljaju neutrine, rekla je Wissel.
Podsjetimo, neutrini su vrsta čestica bez naboja i s najmanjom masom od svih subatomskih čestica. Obično ih emitiraju visokoenergetski izvori poput Sunca ili veliki kozmički događaji poput supernova ili čak Velikog praska, a signali neutrina prisutni su posvuda. Problem s tim česticama je, međutim, taj što ih je izuzetno teško detektirati.
U svakom trenutku imate milijardu neutrina koji prolaze kroz vaš nokat, ali neutrini zapravo ne interagiraju, rekla je Wissel. Dakle, ovo je problem dvosjeklog mača. Ako ih detektiramo, to znači da su prešli cijeli ovaj put bez interakcije s bilo čime drugim. Mogli bismo detektirati neutrino koji dolazi s ruba vidljivog svemira.
Wissel i timovi istraživača diljem svijeta rade na dizajniranju i izgradnji posebnih detektora za hvatanje osjetljivih neutrinskih signala, čak i u relativno malim količinama. Čak i jedan mali signal neutrina sadrži riznicu informacija, tako da svi podaci imaju značaj, rekla je i dodala kako čestice mogu otkriti tragove o kozmičkim događajima koji su se dogodili svjetlosnim godinama daleko.
Jedan od detektora za otkrivanje neutrina, ANITA, postavljen je na Antarktiku. Radi se o radio detektoru koji leti na visini od 40 kilometara iznad leda i bilježi signale.
Usmjeravamo naše antene prema ledu i tražimo neutrine koji međusobno djeluju u ledu, proizvodeći radio emisije koje zatim možemo osjetiti na našim detektorima, pojasnila je Wissel.
Problem je što drugi detektori nisu registrirali ništa što bi sličilo signalima koje je ANITA detektirala. To je navelo istraživače da signal opišu kao "anomalan".
Signali se ne uklapaju u standardnu sliku fizike čestica i, iako nekoliko teorija sugerira da bi to mogao biti nagovještaj tamne materije, nedostatak naknadnih opažanja s IceCubeom i Augerom doista sužava mogućnosti, rekla je Wissel.
Dok ne otkriju što se točno događa, Wissel i njen tim razvijaju različite teorije.
Pretpostavljam da se u blizini leda, a također i blizu horizonta, događa neki zanimljiv efekt širenja radio valova koji ne razumijem u potpunosti, ali svakako smo istražili nekoliko njih i još nismo uspjeli pronaći nijedan od njih. Dakle, trenutno je to jedna od ovih dugogodišnjih misterija i uzbuđen sam što ćemo, kada letimo PUEO-om, imati bolju osjetljivost. U principu, trebali bismo otkriti više anomalija i možda ćemo zapravo razumjeti što su one. Također bismo mogli otkriti neutrine, što bi na neki način bilo puno uzbudljivije, zaključuje na kraju Wissel.
