Olyan furcsa rádióhullámokat fogtak az Antarktiszon, amik nem illenek bele az ismert fizikába

387

Egy nemzetközi kutatócsoport szerint olyan különös jeleket észlelt egy, az Antarktiszon működő részecskedetektor, amik ellentmondanak a jelenlegi részecskefizikai ismereteinknek, írja a phys.org. Az Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA, Antarktiszi Impulzusszerű Tranziens Antenna) kísérlet során felfogott rádióimpulzusokat ballonokra erősített műszerek regisztrálták, amik nagy magasságban lebegnek a terület fölött. Ezek az eszközök arra szolgálnak, hogy érzékeljék azokat a rádióhullámokat, amik akkor keletkeznek, amikor a kozmikus sugárzás találkozik a légkörrel.

Az Antarktiszi Impulzusszerű Tranziens Antenna (ANITA) – Fotó: U.S. Antarctic program
Az Antarktiszi Impulzusszerű Tranziens Antenna (ANITA) – Fotó: U.S. Antarctic program

A kísérlet célja az, hogy a kutatók betekintést nyerjenek a távoli kozmikus eseményekbe azzal, hogy elemzik a Földet elérő jeleket. A most regisztrált jégről visszaverődő hullámok, úgy tűnik, a horizont alól érkeztek, ami a részecskefizika jelenlegi szabályaival nem magyarázható, és új típusú részecskékre vagy a tudomány számára korábban ismeretlen kölcsönhatásra utalhat. A kutatók a furcsa jelekről a Physical Review Letters című folyóiratban tettek közzé tanulmányt.

Stephanie Wissel, az ANITA egyik kutatója azt mondta: a hullámok nagyon meredek, nagyjából 30 fokos szögben érkeztek a jégfelszín alól. A tudósok számításai szerint az anomális hullámoknak több ezer kilométernyi kőzeten kellett áthaladniuk, mielőtt elérték volna a detektort, és normál esetben a kőzetrétegeknek a rádióhullámokat el kellett volna nyelniük.

A kutatók neutrínókat akartak mérni a kísérlettel, de most azt mondják: ezek a jelek valószínűleg nem ezekre a részecskékre utalnak. A neutrínók töltés nélküli részecskék, az összes szubatomi részecske közül ezeknek van a legkisebb tömegük, és van belőlük bőven az univerzumban. Általában nagy energiájú források, például a Nap, vagy nagyobb kozmikus objektumok, például a szupernóvák bocsátják ki őket. Nagyon nehéz azonban kimutatni őket.

Az ANITA-t azért az Antarktiszra építették, mert itt a legkevesebb az esélye annak, hogy más jelzések megzavarják a méréseket. Hogy a kibocsátási jeleket tudják rögzíteni, ballonokra szerelt rádiódetektorokat küldenek a jégtakaró fölé, hogy rögzítsék az úgynevezett jégzáporokat. A kutatók a jég felé fordítják a ballonok antennáit, és olyan neutrínókat keresnek, amik a jégben kölcsönhatásba léptek valamivel, és rádióhullámokat bocsátanak ki, ezeket tudják érzékelni a detektorokkal.

A jéggel kölcsönhatásba lépő neutrínókat tau neutrínóknak hívják, és egy másodlagos részecskét, a tau leptont is létrehoznak. Ez a jégből kilépve elbomlik, vagyis energiát veszít az útja során, és alkotórészeire esik. A kutatók képesek megkülönböztetni a jégből és a légkörből származó jeleket, így meghatározhatják, hogy milyen részecske idézte azokat elő. Így képesek visszakövetni őket a forráshoz. A legutóbbi rendellenes észlelések azonban nem így viselkednek: a visszatérési szög sokkal élesebb, mint amit a jelenlegi modellek a neutrínók esetében előre jeleznének.

A kutatók képesek voltak kizárni más, ismert részecskékre alapuló jeleket is, és azt is megnézték, hogy más detektorok fogtak-e az ANITA-éhoz hasonlókat. Kiderült, hogy nem: a jelek nem illeszkednek a részecskefizika standard modelljébe, és bár több elmélet is felveti, hogy esetleg a sötét anyag jelei lehetnek, az, hogy más detektorok nem fogták őket, leszűkíti a lehetőségeket.

A detektálásban részt vevő kutatók között voltak a Penn Állami Egyetemről is tudósok, akik éppen egy nagyobb detektor tervezésén és megépítésén dolgoznak. Az új detektor a PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations) nevet kapta, nagyobb lesz és hatékonyabban fogja észlelni a neutrínójeleket, és remélhetőleg fényt derít arra, pontosan mi is lehet ez a most fogott rendellenes jel.

Kedvenceink
Partnereinktől
Kövess minket Facebookon is!