Загадочные радиосигналы под Антарктидой бросают вызов законам физики

Необычные радиоволны были впервые зафиксированы почти десять лет назад в ходе эксперимента, разработанного для обнаружения радиосигналов, возникающих при попадании космических лучей в атмосферу.

Аномалия, напоминающая фантастику

То, что сначала звучало как сюжет научно-фантастического романа, стало настоящей научной загадкой: исследователи обнаружили таинственные радиосигналы, исходящие из-под антарктического льда, которые не укладываются в рамки стандартной модели физики частиц.

Открытие и загадка

Эти необычные радиосигналы были впервые зафиксированы в период с 2016 по 2018 год с помощью инструмента ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna), разработанного NASA. С тех пор учёные пытаются найти правдоподобное объяснение. Новое исследование, опубликованное в журнале *Physical Review Letters*, предлагает свежий взгляд на продолжающуюся загадку.

Как работает ANITA

ANITA представляет собой комплекс из 24 радиоантенн, закреплённых на стратостате NASA, летающем на высоте около 40 километров над Антарктидой. Его задача — улавливать радиоволны, возникающие в атмосфере в результате космических явлений. Антарктида была выбрана из-за низкого уровня радиопомех от наземных источников.

Неожиданное направление сигнала

Обычно ANITA фиксирует радиоволны, приходящие сверху. Однако в 2016 и 2018 годах были зафиксированы аномальные сигналы, исходящие снизу — из-под поверхности льда. Это означает, что волны прошли через тысячи километров скальной породы, прежде чем достигли антенн. Теоретически, камень должен был поглотить сигнал, но волны продолжали распространяться.

Не нейтрино?

По словам Стефани Виссел, доцента физики и члена команды ANITA: «Это интересная проблема, потому что у нас до сих пор нет объяснения этим аномалиям, но мы точно знаем, что, скорее всего, это не нейтрино».

Что такое нейтрино?

Нейтрино — это почти не имеющие массы субатомные частицы без заряда. Они встречаются повсеместно и рождаются в высокоэнергетических процессах, таких как вспышки на Солнце или взрывы сверхновых. Несмотря на свою слабую взаимодействие с материей, они могут проходить сквозь огромные толщи вещества, что делает их одними из основных кандидатов при изучении подобных явлений.

ANITA — один из немногих детекторов, способных улавливать "ледяные ливни" — радиосигналы, возникающие при столкновении нейтрино с антарктическим льдом.

Эффект "воздушных фейерверков"

Когда тау-нейтрино сталкиваются с плотным льдом, они производят вторичную частицу — тау-лептон. Это вызывает выбросы заряженных частиц и, как следствие, мощные радиоволны. Такие всплески называются "воздушными ливнями", и они тоже могут быть зафиксированы ANITA. Виссел описывает эти ливни как "фейерверк, искры которого летят в одну сторону".

Сигналы без источника

Исследователи пытались проследить происхождение сигналов и отличить ледяные ливни от воздушных, но не смогли связать их с каким-либо известным источником. Они также не напоминали стандартные взаимодействия нейтрино. Команда сравнила данные с математическими моделями и симуляциями, исключая другие возможные объяснения.

Статья по теме на LifeGlobe.net: Сигнал из космоса повторяется каждый час, нарушая законы физики

Проверка другими обсерваториями

Учёные сверили данные ANITA с другими установками, такими как IceCube и Обсерватория Пьера Оже, чтобы проверить, не зафиксировали ли те нечто похожее. Однако никакие другие детекторы не подтвердили наличие таких сигналов.

Что дальше?

На данный момент исследователи исключили ранее предполагаемую причину — нейтрино. Это вновь заставляет ученых называть явление «аномальным» и искать новые подходы. Надежды теперь возлагаются на будущий детектор — установку PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations), которая сможет пролить свет на природу этих странных сигналов.

Читайте далее: Антарктида без льда: когда это было в последний раз?