Обнаружены таинственные радиосигналы, исходящие из антарктических льдов

Открытие, опубликованное в журнале Physical Review Letters , было сделано в ходе эксперимента ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) — детектора космических частиц, который запускался на высотных воздушных шарах над Антарктидой.

Разработанный для захвата радиоволн, генерируемых космическими лучами, воздействующими на атмосферу, ANITA зарегистрировал сигналы, которые, по-видимому, не отражаются ото льда, а выходят из-под горизонта.

Эту ориентацию трудно объяснить в рамках известных законов физики, что предполагает возможное существование новых частиц или ранее неизвестных взаимодействий.

«Направление сигналов было очень крутым, примерно на 30 градусов ниже поверхности льда», — объяснила Стефани Виссел, доцент кафедры физики и астрофизики в Университете штата Пенсильвания и член команды. Она объяснила, что для того, чтобы эти сигналы достигли детектора, им пришлось пройти через тысячи километров скальной породы, которая должна была полностью их поглотить.

Эти сигналы не соответствуют хорошо известным нейтрино, незаряженным субатомным частицам минимальной массы, которые в изобилии присутствуют во Вселенной, но редко взаимодействуют с материей.

Фактически, каждую секунду миллиарды нейтрино проходят сквозь наши тела незамеченными. Обнаружить их чрезвычайно сложно, но когда они происходят, они могут с большой точностью выявлять отдаленные космические события, даже за пределами досягаемости самых мощных телескопов.

«Мы используем радиодетекторы для создания крупномасштабных нейтринных телескопов, поскольку мы ожидаем обнаружить очень мало событий, но каждое из них может иметь огромную научную ценность», — отметил Виссель.

Неизвестное происхождение

ANITA работает с воздуха на высоте около 40 километров, с направленными вниз антеннами для поиска сигналов от нейтрино, взаимодействующих со льдом.

В некоторых случаях эти нейтрино генерируют вторичную частицу, называемую тау, которая, высвобождаясь изо льда и распадаясь в воздухе, генерирует то, что ученые называют «ливнями частиц», похожими на след движущейся вспышки.

Однако недавние события, обнаруженные ANITA, не вписываются в эту схему.

Угол входа сигналов намного острее, чем предсказывали существующие модели, что делает невозможным отследить их происхождение, как это обычно бывает. Несмотря на сравнение данных с другими обсерваториями, такими как IceCube и Pierre Auger, не было найдено соответствующих сигналов, которые могли бы объяснить это явление.

Это побудило команду классифицировать сигнал как «аномальный», исключив известные нейтрино и оставив дверь открытой для новых возможностей, включая взаимодействие с темной материей.

Новый детектор

Университет штата Пенсильвания, имеющий более чем десятилетний опыт разработки детекторов нейтрино, уже работает над новой версией эксперимента: детектором PUEO. Более крупный и чувствительный, он мог бы обнаружить больше необычных сигналов и, как мы надеемся, пролить свет на эту научную загадку.

«Это одна из тех постоянных загадок, которые мы пока не можем решить», — заключил Виссель.

«Когда мы запустим PUEO, у нас будет лучшая чувствительность. Может быть, мы сможем понять, что это за сигналы... или, может быть, мы наконец обнаружим нейтрино, приходящие из самых дальних уголков Вселенной».

источник