Сигналы из Антарктиды, которые ломают всё, что мы знали о физике: учёные в растерянности

В Антарктиде были зафиксированы радиосигналы, происхождение которых до сих пор остается загадкой для ученых. Эти необычные всплески были обнаружены в ходе работы с детектором космических частиц, установленным на высоколетящих аэростатах NASA. С 2016 по 2018 год исследователи, использующие Антарктическую импульсную переходную антенну (ANITA), зафиксировали серию аномальных сигналов, которые не могут быть объяснены с точки зрения современной физики. Недавние исследования добавили новые данные к этим наблюдениям, но разгадка остается далекой. Исследователи предполагают, что эти сигналы могут быть связаны с совершенно неизвестными до сих пор физическими явлениями. Об этом сообщает Дзен-канал "Стоит знать — Science XXI".

Антарктическая миссия ANITA

Миссия ANITA была запущена с целью изучения космических явлений, в частности, радиоволн, которые возникают при столкновении космических лучей с атмосферой Земли. Однако вскоре ученые столкнулись с феноменом, который не соответствовал ни одной из существующих теорий. Согласно ожиданиям, радиоволны должны были бы двигаться от атмосферы вниз, но вместо этого они шли вверх, что противоречило основным принципам физики частиц.

Для того, чтобы разобраться в этом необычном феномене, группа ученых из разных стран обратилась к данным, собранным в обсерватории Пьера Оже в Аргентине, и проанализировала информацию о космических лучах, собранных за последние 15 лет. Результаты их работы недавно были опубликованы в журнале Physical Review Letters. Согласно полученным данным, сигналы, зарегистрированные ANITA, имели необычные характеристики: они исходили из-под льда, что вызывает дополнительные вопросы, поскольку такие сигналы должны были бы быть поглощены земной корой.

Ученые ищут объяснение

Стефани Уиссел, доцент физики и астрофизики из Университета штата Пенсильвания, которая принимала участие в работе ANITA, отметила, что радиоволны, обнаруженные в Антарктиде, двигались под углом около 30 градусов ниже поверхности льда. Несмотря на то, что источник этих волн остается неизвестным, Уиссел подчеркнула, что такие явления не встречались в экспериментах с длительным временем экспозиции, как в случае с обсерваторией Пьера Оже. Это свидетельствует о том, что аномальные сигналы, скорее всего, не связаны с нейтрино, хотя ученые не исключают их участия в этом процессе.

Нейтрино — это частицы, которые могут проходить через всю материю, не взаимодействуя с ней. Хотя эти частицы трудно уловить, если их удается зафиксировать, это может дать информацию о событиях, произошедших на огромных расстояниях. Уиссел объяснила, что нейтрино могут быть очень трудными для обнаружения, так как они взаимодействуют с веществом очень редко, но могут нести важную информацию о событиях во Вселенной, таких как взрывы сверхновых звезд или даже события, связанные с Большим взрывом.

Загадка аномальных сигналов

После того, как аномальные сигналы были зафиксированы и отслежены до возможного источника, их анализ показал, что они не соответствуют известным моделям распространения радиоволн. Исследователи исключили возможные помехи и фоновый шум, а также проверили данные с других независимых детекторов, таких как IceCube, расположенный в Антарктиде, и обсерватория Пьера Оже. Однако ни один из этих детекторов не смог зафиксировать похожие сигналы, что позволило классифицировать их как аномальные.

Интересно, что первоначальные гипотезы выдвигали предположение, что такие сигналы могут быть связаны с темной материей или даже указывать на открытие новых физический явлений, которые не были известны до этого. Однако отсутствие подтверждения от других обсерваторий ограничивает возможности этих теорий. Ученые предполагают, что аномальные сигналы могут быть результатом совершенно нового и еще не изученного эффекта, который проявляется при распространении радиоволн через лед и вблизи горизонта. Однако эти догадки пока не имеют научного подтверждения.

Перспективы дальнейших исследований

Команда ученых, возглавляемая Уиссел, продолжает работать над более точными и чувствительными детекторами, такими как проект PUEO. Эти новые устройства должны позволить детальнее исследовать аномальные сигналы и, возможно, дать ответы на загадки, которые ставят перед собой ученые. PUEO, по словам исследователей, будет способен фиксировать слабые сигналы и работать на более высоких частотах, что может помочь в поисках новых объяснений.

Стефани Уиссел высказала предположение, что причину загадочных сигналов может объяснять новый эффект распространения радиоволн, возникающий вблизи ледяных толщ, что открывает дополнительные возможности для исследования. Несмотря на долгий процесс поиска объяснений, ученые остаются уверены, что запуск нового детектора позволит значительно продвинуться в понимании аномальных сигналов, а в будущем это может привести к более точным методам обнаружения нейтрино.