Već gotovo desetljeće znanstvenici pokušavaju shvatiti prirodu misterioznih signala koji su zabilježeni ispod antarktičkog leda. Te neobične pojave prvi je detektirao NASA-in eksperiment ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna), čiji je cilj bio otkriti visokoenergetske kozmičke čestice, točnije neutrine (subatomske čestice bez električnoga naboja, vrlo malo mase, koje se gibaju brzinom bliskom brzini svjetlosti), koji gotovo neometano prolaze kroz materiju, piše CNN.
Tijekom četiri misije koje su se odvile između 2006. i 2016., eksperiment je iz balona iznad Antarktike zabilježio neobične radio valove. Umjesto da dolaze odozgo, kako se očekuje, dva signala zabilježena su iz smjera ispod horizonta, kao da su prošli tisuće kilometara kroz unutrašnjost Zemlje. To je, prema zakonima fizike, nemoguće jer bi se takvi signali trebali apsorbirati u stijeni.
Znanstvenici iz ANITA tima zaključili su da ono što su zabilježili nije moguće objasniti postojećim razumijevanjem fizike čestica.
Drugi eksperimenti ne pronalaze slične dokaze
Unatoč tome što su ANITA-ini podaci pobudili veliko zanimanje, drugi eksperimenti nisu uspjeli potvrditi detekciju tih neobičnih signala. Među njima je i Opservatorij Pierre Auger u Argentini, koji je jedan od najvećih i najosjetljivijih detektora visokoenergetskih kozmičkih zraka na svijetu. Njegovi znanstvenici analizirali su više od deset godina podataka, ali nisu otkrili ništa slično.
“Naše novo istraživanje pokazuje da takvi signali nisu zabilježeni u eksperimentima poput Pierre Augera”, rekla je astrofizičarka Stephanie Wissel sa Sveučilišta Penn State.
Fizičar Justin Vandenbroucke sa Sveučilišta Wisconsin dodao je: “Da su ANITA-ini signali bili stvarni i redoviti, i Auger bi ih morao vidjeti, a nije.” Slična je situacija i s eksperimentom IceCube, koji koristi mrežu detektora postavljenih duboko u antarktički led. Iako je izuzetno osjetljiv, ni IceCube nije registrirao takve signale.
Hipoteze i novi pokušaji
Jedna od mogućnosti koju razmatraju znanstvenici je da su signali potekli od rijetkog tipa neutrina, tau neutrina. Ova čestica u raspadu može proizvesti tau lepton (poznat kao tau čestica ili tauon) i ponovno se regenerirati, što bi teoretski omogućilo prolazak kroz više materijala. No, ni ta teorija ne odgovara potpuno ANITA-inim podacima jer bi signal trebao dolaziti pod manjim kutom.
“Za tau neutrine očekujemo kut ulaska jedan do pet stupnjeva ispod horizonta”, objasnila je Wissel. “U ovom slučaju riječ je o kutu od 30 stupnjeva, što je previše da bi čestica prošla bez gubitka energije.”
Unatoč brojnim pokušajima da se signali objasne, odgovor još nije pronađen. No znanstvenici ne odustaju. U pripremi je novi eksperiment pod nazivom PUEO (Payload for Ultra-High Energy Observations), koji će se također lansirati iznad Antarktike. Let balonom predviđen je za prosinac, a nova oprema bit će deset puta osjetljivija od ANITA-e.
“Uz PUEO ćemo imati bolju osjetljivost i možda ćemo konačno shvatiti o čemu se radi”, rekla je Wissel i dodala: “Najvjerojatnije se radi o nekom trivijalnom fizikalnom efektu koji još nismo prepoznali. No, dok ne isključimo sve mogućnosti, nastavljamo tražiti odgovore.”
Tijekom četiri misije koje su se odvile između 2006. i 2016., eksperiment je iz balona iznad Antarktike zabilježio neobične radio valove. Umjesto da dolaze odozgo, kako se očekuje, dva signala zabilježena su iz smjera ispod horizonta, kao da su prošli tisuće kilometara kroz unutrašnjost Zemlje. To je, prema zakonima fizike, nemoguće jer bi se takvi signali trebali apsorbirati u stijeni.
Znanstvenici iz ANITA tima zaključili su da ono što su zabilježili nije moguće objasniti postojećim razumijevanjem fizike čestica.
Drugi eksperimenti ne pronalaze slične dokaze
Unatoč tome što su ANITA-ini podaci pobudili veliko zanimanje, drugi eksperimenti nisu uspjeli potvrditi detekciju tih neobičnih signala. Među njima je i Opservatorij Pierre Auger u Argentini, koji je jedan od najvećih i najosjetljivijih detektora visokoenergetskih kozmičkih zraka na svijetu. Njegovi znanstvenici analizirali su više od deset godina podataka, ali nisu otkrili ništa slično.
“Naše novo istraživanje pokazuje da takvi signali nisu zabilježeni u eksperimentima poput Pierre Augera”, rekla je astrofizičarka Stephanie Wissel sa Sveučilišta Penn State.
Fizičar Justin Vandenbroucke sa Sveučilišta Wisconsin dodao je: “Da su ANITA-ini signali bili stvarni i redoviti, i Auger bi ih morao vidjeti, a nije.” Slična je situacija i s eksperimentom IceCube, koji koristi mrežu detektora postavljenih duboko u antarktički led. Iako je izuzetno osjetljiv, ni IceCube nije registrirao takve signale.
Hipoteze i novi pokušaji
Jedna od mogućnosti koju razmatraju znanstvenici je da su signali potekli od rijetkog tipa neutrina, tau neutrina. Ova čestica u raspadu može proizvesti tau lepton (poznat kao tau čestica ili tauon) i ponovno se regenerirati, što bi teoretski omogućilo prolazak kroz više materijala. No, ni ta teorija ne odgovara potpuno ANITA-inim podacima jer bi signal trebao dolaziti pod manjim kutom.
“Za tau neutrine očekujemo kut ulaska jedan do pet stupnjeva ispod horizonta”, objasnila je Wissel. “U ovom slučaju riječ je o kutu od 30 stupnjeva, što je previše da bi čestica prošla bez gubitka energije.”
Unatoč brojnim pokušajima da se signali objasne, odgovor još nije pronađen. No znanstvenici ne odustaju. U pripremi je novi eksperiment pod nazivom PUEO (Payload for Ultra-High Energy Observations), koji će se također lansirati iznad Antarktike. Let balonom predviđen je za prosinac, a nova oprema bit će deset puta osjetljivija od ANITA-e.
“Uz PUEO ćemo imati bolju osjetljivost i možda ćemo konačno shvatiti o čemu se radi”, rekla je Wissel i dodala: “Najvjerojatnije se radi o nekom trivijalnom fizikalnom efektu koji još nismo prepoznali. No, dok ne isključimo sve mogućnosti, nastavljamo tražiti odgovore.”
