Semnale radio ciudate au fost detectate în gheața din Antarctica

Un detector de particule cosmice din Antarctica a emis o serie de semnale bizare care contrazic înțelegerea actuală a fizicii particulelor, potrivit unui grup internațional de cercetători ce include și oameni de știință de la Universitatea Penn State (SUA).

Impulsurile radio neobișnuite au fost detectate de experimentul ANITA, un set de instrumente atașate unor baloane care zboară la mare altitudine deasupra Antarcticii, conceput pentru a capta unde radio provenite din interacțiunea razelor cosmice cu atmosfera.

Scopul acestui experiment este de a înțelege mai bine evenimente cosmice îndepărtate, analizând semnalele care ajung pe Pământ. Însă, spre deosebire de a se reflecta dinspre gheață, semnalele păreau să vină de sub orizont, o orientare care nu poate fi explicată de fizica particulelor actuală și care ar putea sugera existența unor particule sau interacțiuni necunoscute până acum, au explicat cercetătorii.

Rezultatele au fost publicate în revista Physical Review Letters.

„Undele radio pe care le-am detectat veneau din unghiuri foarte abrupte, cam la 30 de grade sub suprafața gheții,” a declarat Stephanie Wissel, profesor asociat de fizică și astrofizică, care a lucrat în echipa ANITA pentru a detecta particule evazive numite neutrini.

Ea a explicat că, potrivit calculelor, semnalul anormal ar fi trebuit să parcurgă și să interacționeze cu mii de kilometri de rocă înainte să ajungă la detector – ceea ce ar fi trebuit să-l facă nedetectabil, deoarece semnalul radio ar fi fost absorbit, scrie Phys.org.

Ce sunt neutrinii?

„Este o problemă interesantă, pentru că încă nu avem o explicație clară pentru aceste anomalii, dar ceea ce știm este că probabil nu sunt generate de neutrini,” a adăugat Wissel.

Neutrinii sunt particule fără sarcină electrică și cu cea mai mică masă dintre toate particulele subatomice. Sunt extrem de abundenți în Univers și sunt emise de surse cu energie ridicată, cum ar fi Soarele, supernovele sau chiar Big Bang-ul. Problema cu aceste particule este că sunt extrem de greu de detectat, spune Wissel.

„În orice moment, miliarde de neutrini trec prin unghia de la degetul tău, dar nu interacționează aproape deloc cu materia,” a explicat ea. „Asta este partea bună și partea rea în același timp. Dacă îi detectăm, înseamnă că au călătorit enorm de mult fără să fie afectați de altceva – am putea detecta un neutrin care vine de la marginea Universului observabil.”

Astfel, ANITA a fost amplasat în Antarctica tocmai pentru că există puține interferențe radio. Detectorul este montat pe un balon care survolează calota glaciară și captează ceea ce se numesc dușuri de particule în gheață.

„Avem antene radio montate pe un balon care zboară la 40 km deasupra gheții din Antarctica,” a explicat Wissel. „Orientăm antenele în jos și căutăm neutrini care interacționează cu gheața, producând emisii radio pe care le putem detecta.”

Ce este neobișnuit la aceste semnale?

Acești neutrini speciali – neutrini tau – generează o particulă secundară numită tau lepton, care iese din gheață și se dezintegrează, proces care generează dușuri de particule în atmosferă. Cercetătorii pot distinge între semnalele produse în gheață și cele din atmosferă, pentru a determina natura particulei care le-a creat.

Aceste semnale nu pot fi urmărite înapoi la sursă așa cum prevede modelul clasic. Unghiul de incidență este mult prea abrupt pentru a fi explicat de modelele fizice actuale.

Cercetătorii au analizat date din mai multe zboruri ANITA și le-au comparat cu simulări și modele matematice ale razelor cosmice și ale dușurilor de particule ascendente. Au eliminat zgomotul de fond și alte explicații posibile.

Ei au consultat și date de la alte detectoare, precum experimentul IceCube și Observatorul Pierre Auger, pentru a vedea dacă aceleași tipuri de semnale au fost observate, însă nu a fost cazul.

Semnalele nu se încadrează în modelul standard al fizicii particulelor

„Analiza a arătat că alte detectoare nu au înregistrat nimic care să explice semnalul detectat de ANITA,” a spus Wissel. „Asta ne-a făcut să catalogăm semnalul drept anomal, ceea ce înseamnă că particulele care l-au generat nu sunt neutrini.”

Semnalele nu se încadrează în modelul standard al fizicii particulelor. Deși unele teorii sugerează că ar putea fi o manifestare a materiei întunecate, lipsa confirmărilor din alte surse restrânge drastic posibilitățile.

„Presupunerea este că există un efect ciudat de propagare radio în apropierea gheții sau orizontului, pe care nu-l înțelegem complet,” a spus Wissel.

Echipa lucrează în prezent la un nou detector, numit PUEO, care va fi mai mare și mai sensibil. Acesta ar putea detecta mai multe semnale anomale – sau poate chiar neutrini autentici, ceea ce ar fi și mai interesant, spune Wissel.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Praf de aur „țâșnește” din cel mai sudic vulcan activ din Antarctica

Antarctica, unul dintre cele mai ciudate locuri de pe Pământ. Ce secrete ascunde Marele Continent Alb?

Cercetătorii de la o bază din Antarctica, salvați „în regim de urgență” după ce au fost atacați de un coleg

O fosilă din Antarctica ne prezintă rațele din era dinozaurilor