Az ANITA detektor az antarktiszi jégből érkező rádiójeleket érzékel, amelyek meghazudtolják a fizika törvényeit.

Egy NASA Antarktiszon végzett kísérlet során olyan rádiójeleket észleltek, amelyek a jelenlegi fizika szerint lehetetlen szögekben bukkannak fel a jégből. A felfedezést az ANITA detektor tette 2016 és 2018 között, és most publikálták a ... folyóiratban. Fizikai áttekintés betűk, komoly kérdéseket vet fel azzal kapcsolatban, amit a kozmikus részecskékről tudunk. A jelek a Föld belsejéből érkeznek, kilométernyi kőzetrétegen haladnak át, ami fizikailag lehetetlen. A rejtély globális tudományos vitát váltott ki, és új eszközök fejlesztését ösztönözte a további vizsgálatokhoz.

Jelek, amelyek meghazudtolják a fizika törvényeit

Egy antarktiszi sztratoszférában felfüggesztett detektor lehetetlen jeleket fogott be: a jégből előtörő rádióhullámokat. Az ANITA (Antarktiszi Impulzív Tranziens Antenna) kísérlet, amelyet a légkörrel ütköző kozmikus részecskék impulzusainak rögzítésére terveztek, a horizont alatt akár 30 fokkal is alacsonyabb szögből érkező jeleket is rögzített. A jelenlegi modellek szerint ezen a pályán haladó bármely jel több ezer kilométernyi földi kőzetrétegen haladt át, amelynek teljesen el kellett nyelnie a hullámokat.

Stephanie Wissel, a Penn State kutatója és az ANITA csapat tagja elmagyarázza, hogy az érzékelt impulzusok „Nem úgy viselkedtek, mint a felszíni visszaverődések, hanem mintha közvetlenül a Föld belsejéből bukkantak volna elő.”Az anomália szakít azzal, amit a neutrínókról és más nagy energiájú részecskékről tudunk, amelyek bár áthaladhatnak az anyagon, ezt nem ilyen körülmények között vagy ilyen intenzitással teszik.

A rendellenes események nem voltak elszigeteltek. 2016 és 2018 között az ANITA számos ilyen jelet rögzített, ami zavarba ejtette a fizikusokat és hipotézisek özönét generálta. A hullámok nem egyeztek az ismert szimulációkkal, sem a légköri visszapattanásokkal. Ez vezetett el annak a lehetőségnek a vizsgálatához, hogy ezek még felfedezetlen részecskék, vagy akár ismeretlen kölcsönhatások lehetnek, amelyek a részecskefizika újragondolását tehetik szükségessé.

Egy ingatag hipotézis

Néhány kutató radikális elméleteket is felvetett, például egy párhuzamos univerzum létezését, ahol az idő visszafelé telik. A tudományos közösség azonban óvatos volt. Az argentin Pierre Auger Obszervatórium, a világ legnagyobb kozmikus sugárdetektora, több mint 7,6 millió eseményt elemzett 15 év alatt, anélkül, hogy egzotikus részecskékre utaló bizonyítékot talált volna, amelyek alátámasztanák az ilyen elméleteket.

Peter Gorham, az ANITA vezető kutatója felszólított... óvatosság a szenzációhajhász címekkel szemben, és emlékeztetett arra, hogy „az, hogy nem találunk azonnali magyarázatot, nem jelenti azt, hogy a rendkívülire kell hivatkoznunk”. A tudomány, állítja, Először ki kell merítenie az összes lehetséges hagyományos okot. Ezek közé tartoznak a műszerhibák, a rosszul megértett légköri jelenségek, vagy akár az új típusú neutrínókölcsönhatások a jéggel.

Ettől függetlenül a nyugtalanító dolog továbbra is fennáll: A jelenség többször is megismétlődött, különböző járatokon, és kellő egyértelműséggel ahhoz, hogy kizárható legyen a műszaki meghibásodás. A tudományos közösség termékeny feszültségben találja magát a szkepticizmus és a lenyűgöződés között.

Az IceCube nem látja.

A rejtélyt tovább bonyolítja, hogy egy másik nagy antarktiszi detektor, az IceCube, még nem rögzített hasonlót. Az Amundsen-Scott állomás jége alatt található IceCube ultranagy energiájú neutrínók detektálására szolgál, mélyen a jégbe rejtett optikai érzékelők segítségével. Mérései eddig nem egyeztek meg az ANITA eredményeivel.

Ez két lehetőséget vet fel: vagy az ANITA olyan jelenséget észlelt, amelyet az IceCube a konfigurációja miatt nem képes rögzíteni, vagy az ANITA jelei megfelelnek a következőnek: rendkívül ritka vagy irányított átmeneti jelenségekA két eszköz közötti eltérés jelenleg megakadályozza a független validálást, ami elengedhetetlen lenne annak megerősítéséhez, hogy ezek nem módszertani hibák vagy műtermékek.

Az új adatok iránti igény ösztönözte a PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations - hasznos teher ultranagy energiájú megfigyelésekhez) fejlesztését. A NASA által kifejlesztett ANITA közvetlen utódja. Ez az új detektor, amely még érzékenyebb és pontosabb, továbbfejlesztett antennákkal, robusztusabb detektálási algoritmusokkal és az interferencia jobb kizárására való képességgel lesz felszerelve. Felbocsátását a következő évekre tervezik, abban a reményben, hogy fényt derít arra, ami egyelőre rejtély.

Ami a tét: maga a fizika

A felfedezés nem csupán technikai ritkaság: megkérdőjelezi a részecskefizika alapjául szolgáló elméleti keretet. Ha az ANITA adatai megerősítést nyernek, az azt jelentené, hogy Vannak olyan részecskék, amelyek kilométernyi kőzeten keresztül képesek áthaladni anélkül, hogy gyengülnének., vagy hogy vannak olyan kölcsönhatások, amelyeket a Standard Modellen túl még nem értünk. Ez egy olyan forradalom lenne, amely összehasonlítható a neutrínó felfedezésével vagy a Higgs-bozon megerősítésével.

Ezenkívül ezek a szellemrészecskék képesek lehetnek úgy utazz át a bolygón, mintha átlátszó lenne, ami átalakítaná a világegyetem megfigyelésének képességét. Sőt, egyes asztrofizikusok azt sugallják, hogy akár szembe is nézhetünk a világegyetemben zajló szélsőséges események kozmikus hírvivői, mint például fekete lyukak vagy aktív galaxismagok ütközései.

De amíg az adatok szűkösek és ellentmondásosak, a tudományos közösség óvatosan halad. Megnyílt az ismeretlen küszöbe, de annak átlépése több tesztelést, több megfigyelést és több türelmet igényel.

A lehetetlen a nulla alatt

Van valami mélyen nyugtalanító egy olyan táblában, aminek nem lenne szabad léteznie. Szembesít minket annak a határaival, amit ismerünk, egy olyan távoli környezetben, mint az Antarktisz, és olyan megfoghatatlan frekvenciával, hogy alig hagy nyomot. Mintha az univerzum suttogva beszélne hozzánk, amelyeket még nem fejtettünk meg.

ANITA megtette azt, amire minden nagy tudós vágyik: olyan kérdéseket tegyünk fel, amelyekre nem tudjuk a választ. Emlékeztet minket arra, hogy a fizika nem teljes, hogy a kozmosz még mindig titkokat rejt a jég, a csend és az elmélet rétegei alatt.

Ha ezek a jelek valósak, az emberi tudás radikális bővülésének küszöbén állhatunk. De ha tévesek, az is értékes lesz: a tudomány a sikerei miatt is annyira fejlődik, mint a korlátai miatt. Mert valahányszor a világegyetem úgy tűnik, megszegi a saját szabályait, Arra ösztönöz, hogy mélyebben vizsgáljuk meg a dolgokat, jobban gondolkodjunk, és ne elégedjünk meg azzal, amit már tudunk.