Рига: -9.7°С
Загадочные сигналы: Что обнаружила ANITA
Ученые продолжают анализировать серию необъяснимых радиосигналов, зарегистрированных несколько лет назад в Антарктиде с помощью прибора NASA — Антарктической импульсной переходной антенны (ANITA). Установленная на высотных аэростатах, ANITA предназначалась для изучения космических лучей, регистрируя радиоволны, возникающие при их столкновении с атмосферой Земли. Однако в период с 2016 по 2018 год прибор зафиксировал всплески, которые не вписывались ни в одну из известных моделей.
Главная аномалия заключалась в направлении этих сигналов. Вместо того чтобы отразиться от ледяной поверхности, как ожидалось, они, по всей видимости, исходили из-подо льда, входя под очень крутым углом — примерно на 30° ниже горизонта. Такое происхождение противоречит современным представлениям о физике элементарных частиц, породив первоначальные предположения о регистрации неизвестных частиц или нового вида взаимодействия.
Исключение нейтрино и проблема прохождения сквозь Землю
Основной целью миссии ANITA был поиск нейтрино — неуловимых субатомных частиц, не имеющих заряда и обладающих минимальной массой. Нейтрино в изобилии рождаются в мощных космических событиях, и хотя они постоянно пронизывают Землю (миллиарды проходят через ноготь большого пальца ежесекундно), их крайне сложно зафиксировать из-за слабого взаимодействия с материей.
«Это интересная проблема, потому что у нас до сих пор нет объяснения тому, что представляют собой эти аномалии, но мы точно знаем, что они, скорее всего, не являются нейтрино», — подчеркивает Стефани Виссел, одна из ученых команды ANITA.
Анализ, проведенный в рамках последующих исследований, позволил исключить нейтрино как источник. Сигналы, пришедшие под столь острым углом, должны были бы пройти тысячи километров твердой породы и льда, чтобы достичь детектора. При обычных условиях такие радиоволны были бы полностью поглощены. Кроме того, команда сравнила данные с результатами других независимых детекторов, таких как обсерватория Пьера Оже в Аргентине и IceCube, и не нашла никаких подтверждений аналогичных явлений в их архивах за последние 15 лет. Это исключило известные механизмы возникновения сигналов от частиц, проходящих через планету.
Новый анализ и сужение версий
Для дополнительной проверки гипотезы о нейтрино исследователи проанализировали 15-летний массив данных с обсерватории Пьера Оже, специально моделируя, как могли бы выглядеть сигналы от восходящих атмосферных ливней, связанных с нейтрино. Результаты этого углубленного анализа, опубликованные в журнале Physical Review Letters, лишь подтвердили первоначальные выводы: в данных других обсерваторий не было обнаружено ничего, соответствующего аномальным показаниям ANITA.
По словам Стефани Виссел, это наводит на мысль о возможном наличии некоего «интересного эффекта распространения радиоволн» вблизи льда или горизонта, природа которого пока ускользает от понимания. Впрочем, исключение нейтрино как причины не означает автоматического открытия новой частицы, но значительно сужает круг возможных объяснений.
Ожидание PUEO: Новый этап исследований
Эксперимент ANITA завершил свою работу, но исследования продолжаются. На смену ему приходит более совершенный детектор — PUEO (Payload for Ultra-high Energy Observations). Исследователи возлагают большие надежды на этот новый прибор, который должен обладать более высокой чувствительностью.
«С помощью нового детектора мы должны обнаружить больше аномалий и, возможно, понять, что это такое», — отмечает Виссел, выражая надежду, что PUEO, запуск которого ожидается в ближайшее время, поможет лучше разобраться в аномалиях и прояснить фон для будущих, более уверенных открытий нейтрино.
Размещение детекторов высоко над льдами Антарктиды, где минимизировано влияние наземных помех, остается ключевой методикой. Принцип работы остается схожим: антенны, опускаясь вниз, регистрируют радиоизлучение, возникающее при взаимодействии частиц (в идеале тау-нейтрино) со льдом, что вызывает каскадные «атмосферные ливни».
Несмотря на отсутствие окончательного объяснения, загадочные сигналы из-под антарктического льда остаются одним из самых интригующих явлений в современной астрофизике, потенциально открывая дверь в область физики, лежащую за пределами Стандартной модели.
Следите за новостями на других платформах: