Антарктида подає незрозумілі сигнали: найпростіше пояснення виявилося неправильним

На початку червня вчені заявили про те, що щось у льодах Антарктиди видає сигнали, які не піддаються законам фізики. Це виявлення викликало багато спекуляцій про нові типи нейтрино, а можливо і зовсім іншу частинку. Ба більше, дехто також заявив про існування паралельних всесвітів, пише IFLScience.

Тепер дослідження, опубліковане командою з обсерваторії П'єра Оже в Аргентині, імовірно, виключає найбільш правдоподібне пояснення в рамках стандартної моделі.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Загадковий сигнал з-під Антарктиди

Експеримент з Антарктичною імпульсною перехідною антеною (ANITA) являє собою низку інструментів, що плавають над Антарктидою з використанням стратосферної повітряної кулі. За словами дослідників, експеримент спрямований на виявлення космічних нейтрино — крихітних частинок, які взаємодіють тільки за допомогою гравітації й слабкої взаємодії, що виникають із далеких астрофізичних джерел під час взаємодії з льодом.

За словами доцента кафедри фізики, астрономії та астрофізики в Університеті штату Пенсільванія, Стефані Віссель, ці радіоантени розташовані на повітряній кулі та летять на висоті близько 40 кілометрів над льодами Антарктиди. Вчені спрямовують свої антени вниз на лід у пошуках нейтрино, які взаємодіють з льодом, виробляючи радіовипромінювання, яке потім можна помітити на детекторах.

Зазначимо, що виявлення нейтрино саме по собі є дивним, проте у 2016 і 2018 роках вчені зіткнулися з особливо дивними сигналами, які, як передбачається, кидають виклик відомим законам фізики елементарних частинок. Коли про сигнал стало відомо вперше, вчені назвали кілька ймовірних причин утворення сигналів, що виходять з-під льодів Антарктиди.

Причина виникнення сигналів з-під льоду Антарктиди

За словами дослідників, загадковий сигнал міг бути спричинений атмосферним розпадом лептона, що поширюється вгору, виробленого взаємодією. Утім, відносно круті кути прибуття створюють напругу зі стандартною моделлю перерізу нейтрино. Особливо спантеличеним було те, що два "аномальних" радіоімпульси прийшли з-під горизонту, з-під льоду.

За словами Віссель, радіохвилі, виявлені командою, були під справді крутими кутами — приблизно на 30 градусів нижче поверхні льоду. Розрахунки команди також показали, що для виявлення радіоімпульсу сигнал повинен був пройти через 6000 — 7000 кілометрів скелі. Однак після проходження через скелю сигнал повинен був взаємодіяти й поглинатися, роблячи його невиявним.

Найпростіше пояснення виявилося невірним

Цікаво те, що у вчених все ще немає пояснення того, чим викликана ця аномалія. Однак дослідники вважають, що сигнали, найімовірніше, не є нейтрино.

Коли тау-нейтрино вдаряються об лід, вони взаємодіють і виробляють радіовипромінювання, відоме як "крижані зливи". Але вони також виробляють вторинну частинку, відому як тау-лептон, яка розпадається в міру свого переміщення, а результуюче випромінювання відоме як "повітряні зливи".

Вчені аналізують сигнали, щоб визначити властивості частинки, яка її створила, а також намагаються простежити її до джерела. Однак у цьому випадку проблема полягає в тому, що кут радіоімпульсу набагато гостріший, ніж передбачають моделі.

Під час дослідження вчені вивчили дані експерименту IceCube та обсерваторії П'єра Оже і виявили, що вони не бачили подібних висхідних повітряних злив, а також нічого, що могло б пояснити те, що виявила ANITA. По суті, ці події демонструють сильну горизонтальну поляризацію, але без інверсії полярності, очікуваної для відбитих імпульсів від злив.

Передбачається, що сигнали могли бути викликані повітряними зливами, що розвиваються у висхідному напрямку, як можна було б очікувати від розпадів тау-лептонів, що утворюються при понад високоенергетичних взаємодіях тау-нейтрино під поверхнею. Однак напрямок спостережуваних імпульсів передбачає, що нейтрино, ймовірно, мали б пройти близько 6-7 тисяч кілометрів під землею, перш ніж вступили у взаємодію за необхідної енергії нейтрино. Це призвело б до сильного загасання і вимагало б потоку, який могли б помітити вчені.

Команда припускає, що вони не викликані нейтрино, але інші частинки також були виключені.

Раніше Фокус писав про те, що Арктика й Антарктика посилають сигнали в космос: вченим NASA вперше вдалося зафіксувати їх.