В научном сообществе вызвало интерес и недоумение открытие серии необычных радиосигналов, зафиксированных над ледяными просторами Антарктиды. Исследователи вынуждены пересмотреть свои представления о космосе. Изначально предполагалось, что это обнаружение неуловимых нейтрино, но вместо этого появилась гораздо более глубокая загадка, которая не укладывается в существующие модели физики.
Неожиданные сигналы из Антарктиды
В 2020 году международная группа учёных использовала ANITA — антенну, установленную на высотном шаре, — для обнаружения признаков нейтрино — субатомных частиц, которые, как считается, путешествуют по космосу, оставаясь незамеченными большинством приборов. Учёные надеялись уловить сигналы, излучаемые при взаимодействии этих нейтрино со льдами Антарктиды. Вместо этого они зафиксировали аномальные радиоимпульсы с направления, которое казалось невозможным. Сигналы, по-видимому, исходили из-под поверхности Земли, что противоречит предсказаниям о поведении таких частиц.
«Сигналы поступают под углом, которого мы не ожидаем», — сказала Стефани Виссель, профессор физики, астрономии и астрофизики в Университете штата Пенсильвания. Согласно современным моделям, сигналы от нейтрино не должны исходить под такими крутыми углами.
Растущая загадка
Теоретически нейтрино невероятно трудно обнаружить из-за их слабого взаимодействия с материей. Они производятся в огромных количествах в результате космических событий, таких как сверхновые и Большой взрыв, но проходят через Землю практически беспрепятственно.
Команда ANITA надеялась уловить эти неуловимые частицы, обнаружив радиоволны, которые они производят при взаимодействии со льдом. Но вместо этого данные показали сигналы, которые не соответствовали традиционным ожиданиям. Эти сигналы, демонстрирующие отчётливую горизонтальную поляризацию, казалось, исходили из необычного источника под льдом, а не от высокоэнергетических космических частиц, врезающихся в атмосферу.
Для Виссель и её коллег это стало серьёзным вызовом. «У нас нет точного объяснения этих аномалий, но мы знаем, что они, вероятно, не являются нейтрино», — отметила Виссель.
Теории и проблемы
Одна из теорий, предложенных командой, предполагала, что странные сигналы могут быть результатом взаимодействия тау-нейтрино — типа нейтрино с более высокой энергией — внутри земной коры. Согласно этой гипотезе, нейтрино могли бы производить тау-лептоны, которые затем выходят из Земли и распадаются на атмосферные ливни, способные генерировать обнаруживаемые радиоволны. Однако эта идея далека от завершения.
Проблема с этой теорией заключается в физике. Для того чтобы сигналы соответствовали зарегистрированным ANITA, нейтрино должны были бы пройти через несколько километров земной коры — сценарий, который крайне маловероятен согласно законам физики элементарных частиц.
Наблюдательный пункт Pierre Auger, расположенный в Аргентине, и эксперимент IceCube в Антарктиде, которые также изучают частицы высоких энергий, не обнаружили никаких доказательств, подтверждающих эту идею.
Взгляд в будущее
Поиск ответов продолжается, и учёные теперь обращают внимание на более сложные технологии обнаружения. Pueo, новый детектор, который в настоящее время строится в Университете штата Пенсильвания, как ожидается, предоставит более подробные наблюдения и лучшее понимание этих аномалий. Этот новый инструмент, предназначенный для изучения частиц сверхвысокой энергии, может стать ключом к разгадке тайны, стоящей за этими странными радиоимпульсами.
Хотя аномальные сигналы, зафиксированные ANITA, не вписываются в существующие модели физики элементарных частиц, они могут в конечном итоге указать на новые, революционные открытия. Пока Виссель и её команда продолжают свою работу, они надеются, что Pueo поможет прояснить природу этих загадочных сигналов и, возможно, даст представление о неизвестных аспектах Вселенной.