ANITA detektor hvata radio signale s antarktičkog leda koji prkose zakonima fizike.

NASA-in eksperiment na Antarktici otkrio je radio signale koji izlaze iz leda pod kutovima nemogućim prema trenutnoj fizici. Otkriće, koje je napravio detektor ANITA između 2016. i 2018. godine, a sada je objavljeno u Pisma o fizičkom pregledu, postavlja ozbiljna pitanja o tome što znamo o kozmičkim česticama. Čini se da signali dolaze iz unutrašnjosti Zemlje, prolazeći kroz kilometre stijena, nešto što fizički ne bi trebalo biti moguće. Misterij je potaknuo globalnu znanstvenu raspravu i razvoj novih instrumenata za daljnja istraživanja.

Znakovi koji prkose zakonima fizike

Detektor postavljen u antarktičkoj stratosferi uhvatio je nemoguće signale: radiovalove koji izlaze iz leda. Eksperiment ANITA (Antarktička impulsna tranzijentna antena), osmišljen za hvatanje impulsa kozmičkih čestica koje se sudaraju s atmosferom, zabilježio je signale koji dolaze iz kutova niskih i do 30 stupnjeva ispod horizonta. Prema trenutnim modelima, svaki signal na toj putanji prošao bi kroz tisuće kilometara Zemljine stijene, koja bi trebala potpuno apsorbirati sve valove.

Stephanie Wissel, istraživačica s Penn Statea i članica ANITA tima, objašnjava da su otkriveni impulsi „Nisu se ponašali kao površinski odrazi, već kao da su izašli izravno iz Zemljine unutrašnjosti.“Anomalija prekida ono što znamo o neutrinima i drugim visokoenergetskim česticama, koje, iako mogu prolaziti kroz materiju, to ne čine pod ovim uvjetima ili s ovim intenzitetom.

Anomalni događaji nisu bili izolirani. Između 2016. i 2018. godine, ANITA je zabilježila nekoliko ovih signala, zbunjujući fizičare i generirajući poplavu hipoteza. Valovi se nisu podudarali s poznatim simulacijama, niti su se podudarali s atmosferskim odbijanjima. To je dovelo do istraživanja mogućnosti da bi to mogle biti još neotkrivene čestice ili čak nepoznate interakcije koje bi mogle zahtijevati preispitivanje fizike čestica.

Hipoteza koja posustaje

Neki istraživači su čak predložili radikalne teorije, poput postojanja paralelnog svemira u kojem vrijeme teče unatrag. Međutim, znanstvena zajednica bila je oprezna. Opservatorij Pierre Auger u Argentini, najveći svjetski detektor kozmičkih zraka, analizirao je više od 7,6 milijuna događaja tijekom 15 godina bez pronalaska dokaza o egzotičnim česticama koje bi potvrdile takve teorije.

Peter Gorham, glavni istraživač ANITA-e, pozvao je na oprez pred senzacionalističkim naslovimai podsjetio da „nepronalaženje neposrednog objašnjenja ne znači da bismo se trebali pozivati ​​na izvanredno.“ Znanost, tvrdi on, Prvo morate iscrpiti sve moguće konvencionalne uzroke. To uključuje pogreške u instrumentaciji, slabo shvaćene atmosferske pojave ili čak nove vrste interakcija neutrina s ledom.

Unatoč tome, ono što ostaje uznemirujuće: Fenomen se ponovio više puta, na različitim letovima, i s dovoljnom jasnoćom da se isključe tehnički kvarovi. Znanstvena zajednica nalazi se u plodnoj napetosti između skepticizma i fascinacije.

IceCube to ne vidi

Jedan element koji dodatno komplicira misterij jest to što drugi veliki antarktički detektor, IceCube, nije zabilježio ništa slično. IceCube, smješten ispod leda na postaji Amundsen-Scott, dizajniran je za detekciju neutrina ultra visoke energije pomoću optičkih senzora zakopanih duboko u ledu. Do sada se njegova mjerenja nisu podudarala s onima ANITA-e.

To otvara dvije mogućnosti: ili je ANITA otkrila vrstu fenomena koju IceCube ne može snimiti zbog svoje konfiguracije ili ANITA-ini signali odgovaraju izuzetno rijetke ili usmjerene prolazne pojaveRazlika između dva instrumenta trenutno onemogućuje neovisnu validaciju, koja bi bila ključna za potvrdu da se ne radi o metodološkim pogreškama ili artefaktima.

Potreba za novim podacima potaknula je razvoj PUEO-a (Payload for Ultrahigh Energy Opservations - korisni teret za ultravisoka energetska promatranja), Izravni nasljednik ANITA-e, kojeg je razvila NASA. Ovaj novi detektor, još osjetljiviji i precizniji, bit će opremljen poboljšanim antenama, robusnijim algoritmima detekcije i većom sposobnošću isključivanja smetnji. Njegovo lansiranje planirano je za nadolazeće godine, u nadi da će rasvijetliti ono što je zasad enigma.

Što je u pitanju: sama fizika

Otkriće nije samo tehnička rijetkost: ono dovodi u pitanje teorijski okvir na kojem se temelji fizika čestica. Ako se potvrde ANITA-ini podaci, to bi značilo da Postoje čestice koje mogu proći kroz kilometre stijena bez da se oslabe., ili da postoje interakcije koje još ne razumijemo izvan Standardnog modela. Bila bi to revolucija usporediva s otkrićem neutrina ili potvrdom Higgsovog bozona.

Osim toga, ove duhovne čestice mogle bi putovati planetom kao da je proziran, što bi transformiralo našu sposobnost promatranja svemira. Zapravo, neki astrofizičari sugeriraju da bismo se mogli suočiti kozmički glasnici ekstremnih događaja u svemiru, kao što su sudari crnih rupa ili aktivnih galaktičkih jezgara.

Ali sve dok su podaci oskudni i kontradiktorni, znanstvena zajednica se kreće oprezno. Prag prema nepoznatom se otvorio, ali njegov prelazak zahtijeva više testiranja, više promatranja i više strpljenja.

Nemoguće ispod nule

Postoji nešto duboko uznemirujuće u vezi sa znakom koji ne bi trebao postojati. Suočava nas s granicama onoga što mislimo da znamo, u okruženju udaljenom poput Antarktike, i s frekvencijom toliko neuhvatljivom da jedva ostavlja trag. Kao da nam svemir govori šapatom koji još nismo dešifrirali.

ANITA je učinila ono čemu svaki veliki znanstvenik teži: postavljati pitanja na koja ne znamo odgovoriti. Podsjeća nas da fizika nije potpuna, da svemir još uvijek krije tajne ispod slojeva leda, tišine i teorije.

Ako su ovi signali stvarni, mogli bismo biti na rubu radikalnog širenja ljudskog znanja. Ali ako su pogrešni, bit će i vrijedni: znanost napreduje koliko zbog svojih uspjeha toliko i zbog svojih ograničenja. Jer svaki put kad se čini da svemir krši vlastita pravila, Poziva nas da dublje pogledamo, bolje razmislimo i ne zadovoljimo se onim što već znamo.