Naučnici koji proučavaju led na Antarktiku ostali su zatečeni nakon što je detektor kozmičkih čestica zabilježio niz neobičnih signala koji, čini se, dolaze iz dubine leda.
Kako su saopćili istraživači s Univerziteta Pen State, čudni radio impulsi otkriveni su tokom eksperimenta Antarktičke impulsne tranzijentne antene (ANITA), koji koristi instrumente na balonima iznad Antarktika za detekciju radiovalova iz kozmičkih zraka koje udaraju u Zemljinu atmosferu.
Neobjašnjivi signali
Cilj eksperimenta bio je prikupiti podatke o udaljenim kozmičkim događajima kroz analize signala koji stižu do Zemlje. Međutim, otkriveni signali ne mogu se objasniti trenutnim razumijevanjem fizike čestica. Prema naučnicima, signali ne dolaze odbijeni od leda, već iz smjera ispod horizonta, što trenutno nema objašnjenje.
Svoje nalaze 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 Stefani Visel (Stephanie Wissel), izvanredna profesorica fizike, astronomije i astrofizike, koja je radila u timu ANITA tražeći signale neuhvatljivih čestica zvanih neutrini.
Naučnici u najdubljem laboratoriju, dva kilometra ispod Zemlje, detektirali su emisiju "čestica duhova" iz nuklearke udaljene 240 kilometara.
Objasnila je da je, prema njihovim proračunima, anomalni signal morao proći kroz hiljade kilometara stijene i stupiti u interakciju s njom prije nego što je stigao do detektora, što bi trebalo rezultirati neotkrivanjem signala 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 Visel.
Neutrini su čestice bez naboja i s najmanjom masom među svim subatomskim česticama. Obično ih emituju visokoenergetski izvori poput Sunca ili veliki kozmički događaji poput supernova ili Velikog praska, a signali neutrina prisutni su svuda. Međutim, problem je što ih je izuzetno teško detektirati.
- U svakom trenutku imate milijardu neutrina koji prolaze kroz vaš nokat, ali neutrini zapravo ne interagiraju. Dakle, ovo je problem dvosjeklog mača. Ako ih detektiramo, to znači da su prešli cijeli ovaj put bez interakcije s bilo čim drugim. Mogli bismo detektirati neutrino koji dolazi s ruba vidljivog svemira - rekla je Visel.
Specijalni detektori
Visel i timovi istraživača širom svijeta rade na razvoju specijalnih detektora za hvatanje osjetljivih neutrinskih signala, čak i u 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 neutrine, ANITA, smješten 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 Visel.
Problem je što drugi detektori nisu zabilježili ništa slično signalima koje je ANITA detektirala, što ih je označilo kao "anomalne".
- 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 Visel.
Različite teorije
Dok ne otkriju uzrok, Visel 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 - zaključila je Visel.
