Фото: NASA Earth/Keystone Press Agency/Global Look Press
тестовый баннер под заглавное изображение
Странные радиоволны появились во время поиска другого необычного явления: космических частиц высокой энергии, известных как нейтрино, сообщает CNN. Попадающие на Землю из дальних уголков космоса нейтрино часто называют “призрачными”, потому что они чрезвычайно летучие, или парообразные, и могут проходить сквозь любой вид материи, не изменяясь.
За последнее десятилетие исследователи провели множество экспериментов с использованием огромных пространств воды и льда, предназначенных для поиска нейтрино, которые могли бы пролить свет на таинственные космические лучи, самые высокоэнергетичные частицы во Вселенной. Одним из таких проектов стао эксперимент НАСА «Антарктическая импульсная временная антенна», или ANITA, в рамках которого в период с 2006 по 2016 год над Антарктидой летали воздушные шары с приборами.
Именно во время этой охоты ANITA уловила аномальные радиоволны, которые, по-видимому, не были нейтрино, отмечает CNN. Эти сигналы исходили из-за горизонта, что позволяет предположить, что они прошли тысячи миль сквозь толщу породы, прежде чем достигли детектора. Но радиоволны должны были быть поглощены породой. Команда ANITA полагала, что эти аномальные сигналы невозможно объяснить с помощью современных представлений о физике элементарных частиц.
Последующие наблюдения и анализы с помощью других приборов, в том числе недавно проведенные обсерваторией Пьера Оже в Аргентине, не позволили обнаружить те же сигналы. Результаты совместной работы Пьера Оже были опубликованы в журнале Physical Review Letters в марте.
Происхождение аномальных сигналов остается неясным, комментирует соавтор исследования Стефани Виссел, доцент кафедры физики, астрономии и астрофизики в Университете штата Пенсильвания.
“Наше новое исследование показывает, что такие сигналы не были замечены в ходе эксперимента обсерватории Пьера Оже, — отмечает Виссел. – Таким образом, это не означает, что появилась новая физика, а скорее дополнительная информация, которую можно добавить к истории”.
Более крупные и чувствительные детекторы, возможно, смогут разгадать тайну или, в конечном счете, доказать, были ли аномальные сигналы случайностью, продолжая поиск загадочных нейтрино и их источников, говорят ученые.
Обнаружение нейтрино на Земле позволяет исследователям отследить их источники, которые, по мнению ученых, в первую очередь являются космическими лучами, попадающими в атмосферу нашей планеты.
Космические лучи, самые высокоэнергетичные частицы во Вселенной, состоят в основном из протонов или атомных ядер, и они распространяются по всей Вселенной, потому что то, что их производит, является настолько мощным ускорителем частиц, что оно затмевает возможности Большого адронного коллайдера. Нейтрино могли бы помочь астрономам лучше понять космические лучи и то, что распространяет их по космосу.
Но нейтрино трудно обнаружить, потому что они почти не имеют массы и могут проходить через самые экстремальные условия, такие как звезды и целые галактики, без изменений. Однако они взаимодействуют с водой и льдом.
По словам Джастина Ванденбрука, адъюнкт-профессора физики Висконсинского университета в Мэдисоне, ANITA была разработана для поиска нейтрино с самой высокой энергией во Вселенной, с более высокими энергиями, чем те, которые были обнаружены до сих пор. По его словам, радиоантенны в ходе эксперимента улавливают короткий импульс радиоволн, возникающий при столкновении нейтрино с атомом в антарктическом льду, что приводит к ливню частиц с более низкой энергией.
Во время своих полетов ANITA обнаружила высокоэнергетические фонтаны частиц, исходящие изо льда, что-то вроде перевернутого потока космических лучей. Детектор также чувствителен к космическим лучам сверхвысокой энергии, которые падают на Землю и создают радиовсплеск, который действует как луч радиоволн от фонарика.
Когда ANITA наблюдает за космическим лучом, луч фонарика на самом деле представляет собой всплеск радиоволн длиной в одну миллиардную секунды, которые можно отобразить в виде волны, чтобы показать, как они отражаются ото льда. Дважды в своих данных, полученных во время полетов ANITA, первоначальная команда эксперимента фиксировала сигналы, проходящие сквозь лед под гораздо более острым углом, чем когда-либо предсказывалось какими-либо моделями, что делало невозможным отследить их первоначальные источники.
“Радиоволны, которые мы обнаружили почти десять лет назад, проходили под очень крутыми углами, примерно на 30 градусов ниже поверхности льда”, — отмечает Стефани Виссел.
Нейтрино могут проходить сквозь большое количество вещества, но не через всю Землю, — говорит Ванденбруке. “Ожидается, что они прибудут чуть ниже горизонта, где не так много Земли, чтобы их можно было поглотить, — рассказывает он. – Аномальные явления в системе ANITA интригуют, потому что они, по-видимому, происходят из-за горизонта, поэтому нейтрино должны были бы пройти через большую часть Земли. Согласно стандартной модели физики элементарных частиц, это невозможно”.
