Дэтэктар ANITA фіксуе радыёсігналы з антарктычнага лёду, якія супярэчаць законам фізікі.

Эксперымент NASA ў Антарктыдзе выявіў радыёсігналы, якія выходзяць з лёду пад вугламі, немагчымымі згодна з сучаснай фізікай. Адкрыццё, зробленае дэтэктарам ANITA паміж 2016 і 2018 гадамі і апублікаванае ў... Physical Review Letters,, выклікае сур'ёзныя пытанні аб тым, што мы ведаем пра касмічныя часціцы. Здаецца, сігналы паступаюць знутры Зямлі, праходзячы праз кіламетры горных парод, што фізічна немагчыма. Гэтая таямніца выклікала глабальныя навуковыя дыскусіі і падштурхнула да распрацоўкі новых прыбораў для далейшых даследаванняў.

Знакі, якія супярэчаць законам фізікі

Дэтэктар, размешчаны ў стратасферы Антарктыды, зафіксаваў немагчымыя сігналы: радыёхвалі, якія выходзяць з-пад лёду. Эксперымент ANITA (Антарктычная імпульсная пераходная антэна), прызначаны для захопу імпульсаў ад касмічных часціц, якія сутыкаюцца з атмасферай, зафіксаваў сігналы, якія паступаюць пад вугламі да 30 градусаў ніжэй за гарызонт. Згодна з сучаснымі мадэлямі, любы сігнал на гэтай траекторыі прайшоў бы праз тысячы кіламетраў зямных парод, якія павінны цалкам паглынаць любыя хвалі.

Стэфані Вісел, даследчыца з Універсітэта штата Пенсільванія і член каманды ANITA, тлумачыць, што выяўленыя імпульсы «Яны паводзілі сябе не як паверхневыя адлюстраванні, а так, быццам яны выйшлі непасрэдна з недраў Зямлі».Анамалія супярэчыць таму, што мы ведаем пра нейтрына і іншыя высокаэнергетычныя часціцы, якія, хоць і могуць праходзіць праз матэрыю, не робяць гэтага ў такіх умовах або з такой інтэнсіўнасцю.

Анамальныя падзеі не былі адзінкавымі. Паміж 2016 і 2018 гадамі ANITA зафіксавала некалькі такіх сігналаў, што збянтэжыла фізікаў і спарадзіла паток гіпотэз. Хвалі не адпавядалі вядомым мадэляванням, а таксама не адпавядалі атмасферным адскокам. Гэта прывяло да вывучэння магчымасці таго, што яны могуць быць пакуль невядомымі часціцамі або нават невядомымі ўзаемадзеяннямі, якія могуць запатрабаваць пераасэнсавання фізікі часціц.

Гіпотэза, якая хістаецца

Некаторыя даследчыкі нават прапанавалі радыкальныя тэорыі, такія як існаванне паралельнага сусвету, дзе час ідзе ў адваротным кірунку. Аднак навуковая супольнасць праяўляе асцярожнасць. Абсерваторыя П'ера Ожэ ў Аргенціне, найбуйнейшы ў свеце дэтэктар касмічных прамянёў, прааналізавала больш за 7,6 мільёна падзей за 15 гадоў, не знайшоўшы доказаў экзатычных часціц, якія б пацвердзілі такія тэорыі.

Пітэр Горэм, галоўны даследчык ANITA, заклікаў асцярожнасць перад абліччам сенсацыйных загалоўкаўі нагадаў, што «адсутнасць неадкладнага тлумачэння не азначае, што мы павінны спасылацца на незвычайнае». Ён сцвярджае, што навука... Спачатку трэба вычарпаць усе магчымыя звычайныя прычыны. Сярод іх памылкі прыбораў, дрэнна вывучаныя атмасферныя з'явы ці нават новыя тыпы ўзаемадзеяння нейтрына з лёдам.

Нягледзячы на ​​гэта, трывожная рэч застаецца: Гэтая з'ява паўтаралася не адзін раз на розных рэйсах і з дастатковай яснасцю, каб выключыць тэхнічныя няспраўнасці. Навуковая супольнасць знаходзіцца ў мяжы паміж скептыцызмам і захапленнем.

IceCube гэтага не бачыць

Адзін з элементаў, які яшчэ больш ускладняе таямніцу, заключаецца ў тым, што іншы буйны антарктычны дэтэктар, IceCube, не зафіксаваў нічога падобнага. IceCube, размешчаны пад лёдам на станцыі Амундсен-Скот, прызначаны для выяўлення нейтрына звышвысокай энергіі з дапамогай аптычных датчыкаў, закапаных глыбока ў лёдзе. Пакуль што яго вымярэнні не супадаюць з вымярэннямі ANITA.

Гэта адкрывае дзве магчымасці: альбо ANITA выявіла тып з'явы, які IceCube не можа зафіксаваць з-за сваёй канфігурацыі, альбо сігналы ANITA адпавядаюць надзвычай рэдкія або накіраваныя пераходныя з'явыРазыходжанне паміж гэтымі двума інструментамі ў цяперашні час перашкаджае незалежнай праверцы, якая была б неабходнай для пацверджання таго, што гэта не метадалагічныя памылкі або артэфакты.

Патрэба ў новых дадзеных стымулявала распрацоўку PUEO (карыснай нагрузкі для назіранняў за звышвысокімі энергіямі), Прамы пераемнік ANITA, распрацаванага NASA. Гэты новы дэтэктар, яшчэ больш адчувальны і дакладны, будзе абсталяваны палепшанымі антэнамі, больш надзейнымі алгарытмамі выяўлення і большай здольнасцю выключаць перашкоды. Яго запуск запланаваны на бліжэйшыя гады ў надзеі праліць святло на тое, што пакуль застаецца загадкай.

Што пастаўлена на карту: сама фізіка

Гэта адкрыццё — не проста тэхнічная рэдкасць: яно ставіць пад сумнеў тэарэтычную базу, на якой грунтуецца фізіка часціц. Калі дадзеныя ANITA пацвердзяцца, гэта будзе азначаць, што Існуюць часціцы, здольныя праходзіць праз кіламетры горных парод, не аслабляючыся., або што існуюць узаемадзеянні, якія мы пакуль не разумеем, акрамя Стандартнай мадэлі. Гэта была б рэвалюцыя, параўнальная з адкрыццём нейтрына або пацверджаннем базона Хігса.

Акрамя таго, гэтыя часціцы-прывіды маглі б падарожнічаць па планеце, быццам яна празрыстая, што зменіць нашу здольнасць назіраць за Сусветам. Насамрэч, некаторыя астрафізікі выказалі здагадку, што мы можам сутыкнуцца з касмічныя пасланцы экстрэмальных падзей у Сусвеце, напрыклад, сутыкненні чорных дзірак або актыўных ядраў галактык.

Але пакуль дадзеных мала і яны супярэчлівыя, навуковая супольнасць дзейнічае асцярожна. Парог у невядомае адчыніўся, але каб пераадолець яго, патрабуецца больш выпрабаванняў, больш назіранняў і больш цярпення.

Немагчымае ніжэй за нуль

Ёсць нешта вельмі трывожнае ў знаку, якога не павінна існаваць. Гэта сутыкае нас з межамі таго, што, як мы думаем, ведаем, у такім аддаленым месцы, як Антарктыда, і з частатой настолькі няўлоўнай, што ледзь пакідае след. Быццам Сусвет размаўляе з намі шэптам, які мы яшчэ не расшыфравалі.

ANITA зрабіла тое, да чаго імкнецца кожны вялікі навуковец: задаваць пытанні, на якія мы не ведаем, як адказаць. Гэта нагадвае нам, што фізіка не завершана, што космас усё яшчэ захоўвае таямніцы пад пластамі лёду, цішыні і тэорыі.

Калі гэтыя сігналы рэальныя, мы можам апынуцца на парозе радыкальнага пашырэння чалавечых ведаў. Але калі яны памылковыя, гэта таксама будзе каштоўна: навука развіваецца як дзякуючы сваім поспехам, так і дзякуючы сваім абмежаванням. Таму што кожны раз, калі здаецца, што Сусвет парушае свае ўласныя правілы, Гэта заклікае нас глядзець глыбей, лепш думаць і не задавольвацца тым, што мы ўжо ведаем.