Антарктида подает непонятные сигналы: простейшее объяснение оказалось неверным

В начале июня ученые заявили о том, что что-то во льдах Антарктиды издает сигналы, не поддающиеся законам физики. Это обнаружение вызвало много спекуляций о новых типах нейтрино, а возможно и совсем другой частице. Более того, некоторые также заявили о существовании параллельных вселенных, пишет IFLScience.

Теперь исследование, опубликованное командой из обсерватории Пьера оже в Аргентине, вероятно, исключает наиболее правдоподобное объяснение в рамках стандартной модели.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Загадочный сигнал из-под Антарктиды

Эксперимент с Антарктической импульсной переходной антенной (ANITA) представляет собой ряд инструментов, плавающих над Антарктидой с использованием стратосферного воздушного шара. По словам исследователей, эксперимент направлен на обнаружение космических нейтрино — крошечных частиц, взаимодействующих только посредством гравитации и слабого взаимодействия, возникающих из далеких астрофизических источников при взаимодействии со льдом.

По словам доцента кафедры физики, астрономии и астрофизики в Университете штата Пенсильвания, Стефани Виссель, эти радиоантенны расположены на воздушном шаре и летят на высоте около 40 километров надо льдами Антарктиды. Ученые направляют свои антенны вниз на лед в поисках нейтрино, взаимодействующих со льдом, производя радиоизлучение, которое затем можно заметить на детекторах.

Отметим, что обнаружение нейтрино само по себе является странным, однако в 2016 и 2018 годах ученые столкнулись с особенно странными сигналами, которые, как предполагается, бросают вызов известным законам физики элементарных частиц. Когда о сигнале стало известно впервые, ученые назвали несколько вероятным причин образования сигналов, исходя из-подо льдов Антарктиды.

Причина возникновения сигналов из-подо льда Антарктиды

По словам исследователей, загадочный сигнал мог быть вызван атмосферным распадом распространяющегося вверх лептона, произведенного взаимодействием. Впрочем, относительно крутые углы прибытия создают напряжение со стандартной моделью сечения нейтрино. Особенно озадачивающим было то, что два "аномальных" радиоимпульса пришли из-под горизонта, из-подо льда.

По словам Виссель, радиоволны, обнаруженные командой, были под действительно крутыми углами — примерно на 30 градусов ниже поверхности льда. Расчеты команды также показали, что для обнаружения радиоимпульса сигнал должен был пройти через 6000 — 7000 километров скалы. Однако после прохождения через скалу сигнал должен был взаимодействовать и поглощаться, делая его не обнаружимым.

Самое простое объяснение оказалось неверным

Любопытно то, что у ученых все еще нет объяснения того, чем вызвана эта аномалия. Однако исследователи полагают, что сигналы, скорее всего, не представляют собой нейтрино.

Когда тау-нейтрино ударяются о лед, они взаимодействуют и производят радиоизлучение, известное как "ледяные ливни". Но они также производят вторичную частицу, известную как тау-лептон, которая распадается по мере своего перемещения, а результирующее излучение известно как "воздушные ливни".

Ученые анализируют сигналы, чтобы определить свойства частицы, которая ее создала, а также пытаются проследить ее до источника. Однако в это случае проблема заключается в том, что угол радиоимпульса намного острее, чем предсказывают модели.

В ходе исследования ученые изучили данные эксперимента IceCube и обсерватории Пьера Оже и обнаружили, то они не видели подобных восходящих воздушных ливней, а также ничего, что могло бы объяснить то, что обнаружила ANITA. По сути, эти события демонстрируют сильную горизонтальную поляризацию, но без инверсии полярности, ожидаемой для отраженных импульсов от ливней.

Предполагается, что сигналы могли быть вызваны воздушными ливнями, развивающимися в восходящем направлении, как можно было бы ожидать от распадов тау-лептонов, образующихся при сверх высокоэнергетических взаимодействиях тау-нейтрино под поверхностью. Однако направление наблюдаемых импульсов подразумевает, что нейтрино, вероятно, должны были бы пройти около 6-7 тысяч километров под землей, прежде чем вступили во взаимодействие при требуемой энергии нейтрино. Это привело бы к сильному затуханию и требовало бы потока, который могли бы заметить ученые.

Команда предполагает, что они не вызваны нейтрино, но другие частицы также были исключены.