Загадка из-под льда: Радиосигналы, обнаруженные NASA в Антарктиде, бросают вызов физике

Странные импульсы, зафиксированные ANITA

Несколько лет назад научное сообщество было озадачено серией необъяснимых радиосигналов, зафиксированных в Антарктиде. В период с 2016 по 2018 год Антарктическая импульсная переходная антенна (ANITA), представляющая собой комплекс приборов на высотных аэростатах, обнаружила всплески, не похожие ни на одно из известных явлений. ANITA, работающая на высоте около 40 километров над ледяным щитом, предназначена для регистрации радиоволн от космических лучей, проникающих в атмосферу Земли. Однако часть этих аномальных сигналов, согласно расчетам, шла из-подо льда под углом примерно 30° ниже горизонта.

Противоречие с известными моделями

Траектория этих сигналов серьезно противоречит современным физическим представлениям. Чтобы достичь детектора снизу, сигнал должен был пройти сквозь тысячи километров плотной горной породы, которая, по всем расчетам, должна была его полностью поглотить, даже если бы это были нейтрино — частицы, известные своей способностью проникать сквозь материю. Стефани Виссел, ученая из команды ANITA, подчеркнула, что хотя причина остается неясной, новое исследование показывает, что подобные события не были зафиксированы в других долгосрочных экспериментах, например, в обсерватории Пьера Оже в Аргентине. «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», — отмечает Виссел.

Исключение нейтрино и дальнейшие шаги

Изначально ANITA, как и детектор IceCube, в основном ищет нейтрино, которые при взаимодействии со льдом создают вторичные радиоизлучения, так называемые «ледяные ливни». Однако аномальные сигналы не соответствовали ожидаемым характеристикам нейтринных событий. Сравнение данных ANITA с результатами других крупных детекторов помогло отфильтровать известные фоновые шумы и исключить вероятность регистрации других известных частиц. Отсутствие совпадений в данных IceCube и Pierre Auger лишь усилило загадочность феномена.

Взгляд в будущее: Детектор PUEO

Ученые предполагают, что могут иметь дело с неизвестным физическим эффектом распространения радиоволн у поверхности льда или следами совершенно новых частиц. Чтобы приблизиться к разгадке этой давней загадки, в настоящее время разрабатывается более чувствительный детектор PUEO. По словам исследователей, повышение чувствительности нового аппарата позволит лучше понять эти аномалии и, в конечном итоге, улучшить возможности для будущих открытий в области нейтринной физики. Результаты первоначального анализа были опубликованы в журнале Physical Review Letters.