«Аномалия» во льдах: в Антарктиде засекли загадочные сигналы, которые не укладываются в законы физики

Антарктида давно считается идеальным местом для изучения нейтрино — загадочных частиц, пролетающих сквозь всё, что встречается на их пути. Там царит радиоэлектрическая тишина, а кристально чистый лёд делает возможным улавливание слабейших сигналов. Но совсем недавно международная группа учёных столкнулась с феноменом, который может перевернуть наше представление о физике.

ANITA зафиксировала нечто необычное

Исследователи зарегистрировали странные радиосигналы в ходе работы комплекса ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna). Это система антенн, установленных на воздушных шарах, парящих на высоте около 40 км над ледяным континентом. Задача ANITA — ловить радиоволны, возникающие при взаимодействии нейтрино с молекулами льда.

Обычно такие сигналы приходят откуда-то сверху, отражаются от поверхности и фиксируются антеннами. Но в этом случае радиоволны, наоборот, как будто поднимались снизу, пробившись сквозь тысячи километров твёрдых пород. Существующие модели элементарных частиц не могут объяснить подобный сценарий.

Учёные в замешательстве

Доцент кафедры физики и астрофизики Стефани Виссел, одна из участниц проекта, рассказала, что радиоволны двигались под крайне острым углом — порядка 30 градусов к поверхности. Это значит, что частица должна была пройти сквозь толщу Земли и при этом остаться «на плаву». По всем расчётам сигнал должен был бы затухнуть. Но он выжил — и был чётко зарегистрирован.

Виссел подчёркивает: это не нейтрино. Команда уже исключила их из возможных источников.

Что мы знаем о нейтрино

Нейтрино (от итальянского «neutrino» — «нейтрончик») — одна из самых загадочных субатомных частиц.

• Без заряда,
• почти без массы,
• крайне слабо взаимодействующие с материей.

Потоки нейтрино летят к нам от звёзд, галактик, чёрных дыр и сверхновых. Они могут пролетать сквозь планеты, звёзды и даже человеческое тело — и при этом никак не взаимодействовать.

ANITA и поиск частиц-«призраков»

Именно такие «невидимки» и ищет ANITA. Когда нейтрино сталкиваются с молекулами льда, они могут порождать вторичные частицы — например, тау-лептоны. Эти частицы, в свою очередь, испускают короткие, но ощутимые радиоволны. Учёные называют такие явления «ледяными» или «воздушными потоками». Их можно проследить, словно траекторию мячика, отскочившего от стены: угол падения равен углу отражения.

Но вот беда — в новых сигналах угол слишком острый, что нарушает физические ожидания. Это уже не стандартный сценарий.

Что говорит анализ

После тщательной обработки данных ANITA и сравнений с результатами других обсерваторий — IceCube и Пьера Оже, — учёные не обнаружили никаких аналогичных сигналов. Это ещё больше подогревает интерес: речь, похоже, идёт о чём-то принципиально новом. Возможно, это неизвестная частица или взаимодействие, не укладывающееся в Стандартную модель физики.

В поиске ответов: проект PUEO

Пенсильванский университет уже почти десятилетие занимается разработкой нейтринных детекторов. Сейчас команда Стефани Виссел трудится над новым поколением установок. Проект носит имя PUEO — и в нём заложены более чувствительные системы слежения. Исследователи надеются, что именно он даст ответ на вопрос, откуда же взялись эти «аномальные» сигналы.

Антарктида — лаборатория будущего

Антарктида по-прежнему остаётся бесценным полигоном для науки. Помимо космических исследований, здесь ведутся биологические изыскания. Так, недавно биологи обнаружили у императорских пингвинов уникальный механизм защиты от метилртути — одного из самых опасных загрязнителей океана.

Эти открытия лишний раз доказывают: наша планета — полна загадок. И, возможно, некоторые из них скрыты глубоко подо льдами Южного полюса.