Eksperiment iznad Antarktike, osmišljen za otkrivanje kozmičkih radiovalova, neočekivano je zabilježio neobične signale koji, čini se, dolaze duboko ispod leda. Ti signali izazivaju trenutno važeće razumijevanje fizike čestica, kažu znanstvenici.

Nazvan ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna), eksperiment se sastoji od radijskih antena koje NASA-in balon nosi na visini od 30 do 39 kilometara iznad površine Antarktike. Posljednjih godina ANITA je zabilježila radijske impulse koji izgledaju kao da dolaze iznutra prema gore - iz pravca Zemlje. Znanstvenici su otkrili da su neki od tih signala detektirani pod izrazito oštrim kutovima, čak i 30 stupnjeva ispod površine leda. To bi značilo da su prošli kroz 6000 do 7000 kilometara čvrstog kamenja, što prema aktualnim modelima fizike ne bi smjelo biti moguće.

"To je zanimljiv problem jer još uvijek nemamo stvarno objašnjenje za te anomalije", rekla je koautorica istraživanja Stephanie Wissel, izvanredna profesorica fizike na Sveučilištu Penn State. Istraživanje je u martu objavljeno u časopisu Physical Review Letters.

Primarni cilj ANITA-e je prikupljanje informacija o događajima u dubokom svemiru analizom signala koji dolaze do Zemlje. Eksperiment ima ključnu ulogu u potrazi za neutrinima, neuhvatljivim česticama bez naboja i s najmanjom masom među subatomskim česticama.

Neutrini stalno prolaze kroz nas i dolaze iz izvora visoke energije, poput zvijezda ili supernova. No njihovi signali su iznimno teški za detekciju. ANITA pokušava zaobići taj problem tražeći radijske emisije koje neutrini emitiraju kada reagiraju s antarktičkim ledom.

Tajna polarnih anomalija

Kad neutrini pogode površinski led, nastaje kaskada čestica, poznata kao "ledeni tuš", koja proizvodi radijske signale. Uz to, neutrini stvaraju sekundarnu česticu, tau lepton, koja se raspada i emitira dodatne signale (zračne tuševe). Znanstvenici mogu razlikovati te signale i tako odrediti porijeklo detektirane čestice.

Međutim signali koje je ANITA zabilježila dolazili su pod kutovima koji ne odgovaraju putanji neutrinskih interakcija s ledom, niti tau leptona. Znanstvenici su analizirali podatke sakupljene tijekom više preleta te ih usporedili s matematičkim modelima i simulacijama kozmičkih zraka i zračnih tuševa, eliminiravši tako sve poznate izvore signala.

Zatim su usporedili ANITA-in signal s podacima iz drugih velikih detektora neutrina, poput eksperimenta IceCube i opservatorija Pierre Auger, ali niti jedan nije zabilježio ništa slično, piše Gizmodo.

Odgovori uskoro dolaze

Zasad je jedino sigurno to da čestice koje uzrokuju ove čudne signale nisu neutrini. Odgovori bi, nadaju se znanstvenici, mogli doći zahvaljujući sljedećem velikom detektoru. Tim profesorice Wissel na Penn Stateu razvija misiju PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observation), a ona će imati veću osjetljivost i moći bolje detektirati neutrine. Wissel već razmatra prvu hipotezu: "Moj je dojam da postoji neki zanimljiv učinak radiovalova u blizini leda ili horizonta koji još ne razumijemo u potpunosti. Istražili smo nekoliko takvih mogućnosti, ali još nismo pronašli zadovoljavajuće objašnjenje'" dodajući:

"Zasad je to jedan od onih dugotrajnijih misterija i veselim se što ćemo pomoću misije PUEO možda pronaći više anomalija te možda napokon shvatiti što su one zapravo. A možda čak detektiramo i neutrine, što bi bilo još uzbudljivije." 

(Tportal)