ANITA 検出器は、物理法則に反する南極の氷からの無線信号を捕捉します。

NASAの南極実験では、現在の物理学では不可能な角度で氷から放射される無線信号が検出されました。 この発見は、2016年から2018年にかけてANITAの検出器によって行われ、現在、 Physical Review Lettersには、宇宙粒子についての私たちの知識に重大な疑問を投げかけます。 信号は地球内部から発信されているようで、数キロメートルもの岩石を通過している。これは物理的に不可能であるはずである。この謎は世界的な科学的議論を巻き起こし、更なる調査のための新たな機器の開発を促した。

物理法則に反する標識

南極の成層圏に吊り下げられた探知機が、氷の中から発せられる電波というありえない信号を捉えた。 大気圏に衝突する宇宙粒子からのパルスを捕捉するために設計されたANITA（南極インパルストランジェントアンテナ）実験は、地平線下30度という低い角度から到来する信号を記録しました。現在のモデルによれば、その軌道上の信号は地球の岩石層を数千キロメートルも通過し、あらゆる波を完全に吸収するはずです。

ペンシルベニア州立大学の研究者であり、ANITAチームの一員であるステファニー・ウィッセルは、検出された脈拍は 「それらは表面反射のようには見えず、まるで地球内部から直接現れたかのようでした。」この異常は、ニュートリノやその他の高エネルギー粒子に関する私たちの知識を破るものです。ニュートリノやその他の高エネルギー粒子は物質を通過できますが、このような条件や強度では通過できません。

異常な出来事は孤立したものではなかった。 2016年から2018年にかけて、ANITAはこれらの信号を複数記録し、物理学者を困惑させ、様々な仮説を生み出しました。これらの波は既知のシミュレーションや大気の反動とは一致しませんでした。そのため、未発見の粒子、あるいは素粒子物理学の見直しを必要とするような未知の相互作用である可能性が探究されました。

揺らぎつつある仮説

研究者の中には、時間が逆方向に流れる並行宇宙の存在など、過激な理論を提唱する者もいる。 しかし、科学界は慎重な姿勢を崩していない。アルゼンチンにある世界最大の宇宙線検出器、ピエール・オージェ観測所は、7,6年間にわたり15万件以上の事象を分析したが、こうした理論を裏付けるようなエキゾチック粒子の証拠は見つかっていない。

ANITAの主任研究員であるピーター・ゴーハムは、 センセーショナルな見出しに対する注意そして、「すぐに説明が見つからないからといって、異常な現象に頼る必要はない」と回想した。彼は、科学は まず、考えられる従来の原因をすべて調べなければなりません。 これらには、計測機器の誤差、十分に理解されていない大気現象、さらには氷とニュートリノの相互作用という新しいタイプのものも含まれます。

それにもかかわらず、不安なことが残っています。 この現象は、異なる飛行において複数回繰り返されており、技術的な故障の可能性を排除できるほど十分に明確である。 科学界は懐疑心と興味の間で緊張関係にあると感じている。

アイスキューブはそれを見ない

謎をさらに複雑にしているのは、南極に設置された別の大型探知機「アイスキューブ」が同様のものを記録していないことだ。 アムンゼン・スコット基地の氷の下に設置されたアイスキューブは、氷の奥深くに埋め込まれた光学センサーを用いて超高エネルギーニュートリノを検出するように設計されています。これまでのところ、その測定値はANITAの測定値と一致していません。

これには2つの可能性が考えられます。ANITAがIceCubeの設定により記録できない現象を検出したか、ANITAの信号が次の現象に対応しているかのいずれかです。 極めて稀な、または方向性のある過渡現象現時点では、2 つの機器間の不一致により、これらが方法論的エラーまたはアーティファクトではないことを確認するために不可欠な独立した検証が妨げられています。

新しいデータの必要性から、PUEO（超高エネルギー観測ペイロード）の開発が進められてきました。 NASAが開発したANITAの直接の後継機。この新しい検出器は、さらに感度と精度が向上し、改良されたアンテナ、より堅牢な検出アルゴリズム、そして干渉を排除する能力が向上しています。今後数年以内に打ち上げが予定されており、今のところ謎に包まれているこの現象の解明につながることを期待しています。

何が問題なのか：物理学そのもの

この発見は単なる技術的な珍しさではなく、素粒子物理学の基盤となっている理論的枠組みに疑問を投げかけるものである。 ANITAのデータが確認されれば、 数キロメートルの厚さの岩石を減衰せずに通過できる粒子も存在します。あるいは、標準模型を超えた、私たちがまだ理解していない相互作用が存在するという仮説です。それは、ニュートリノの発見やヒッグス粒子の検証に匹敵する革命となるでしょう。

さらに、これらのゴースト粒子は 透明な惑星のように地球を旅し、 それは宇宙を観測する能力を一変させるでしょう。実際、一部の天体物理学者は、私たちが直面している可能性があると示唆しています。 宇宙の極端な出来事を伝える宇宙の使者、 ブラックホールや活動銀河核の衝突など。

しかし、データが乏しく矛盾している限り、 科学界は慎重に進めている。 未知への境界は開かれましたが、それを超えるには、より多くのテスト、より多くの観察、そしてより多くの忍耐が必要です。

氷点下では不可能

存在すべきではない標識には、何か非常に不安を感じる部分がある。 南極のような遠く離れた場所で、ほとんど痕跡を残さないほど捉えどころのない周波数で、私たちが知っていると思っていることの限界を突きつけられる。まるで宇宙が、私たちがまだ解読していないささやきで語りかけているかのようだ。

ANITA は、すべての偉大な科学者が目指すものを実現しました。 どう答えたらよいかわからない質問をする。 それは、物理学が未完成であり、宇宙が氷、沈黙、理論の層の下にまだ秘密を抱えていることを私たちに思い出させます。

これらの信号が本物であれば、人類の知識は劇的に拡大する瀬戸際にいると言えるでしょう。しかし、もし間違っていたとしても、それはまた貴重なものとなるでしょう。科学は、限界があるからこそ進歩するのと同時に、成功によっても進歩するのです。宇宙が自らの法則を破るたびに、 それは、私たちがすでに知っていることで満足せず、より深く見つめ、よりよく考えるよう促します。