Новые измерения Обсерватории имени Пьера Оже в Аргентине усугубили загадку радиосигналов из-под льдов Южного континента. Нейтрино или другие известные частицы не могут объяснить сигналы. Возможно, речь идет о новых физических явлениях.
Много лет НАСА применяло воздушные шары с Антенной импульсных быстропротекающих процессов в Антарктике (ANITA) для сбора радиосигналов на высотах от 30 до 40 километров над Антарктидой. Иногда антенны регистрировали сигналы, напоминающие те, что генерируют потоки космических лучей ультравысоких энергий. Однако часть этих сигналов исходила из-под линии горизонта, то есть снизу — из-под льда.
Радиосигналы могли быть результатом отражения частиц от упомянутых потоков, но в таком случае у сигналов должна была бы быть обращенная полярность. На практике обращения не было. Радиосигналы возникли от нейтрино, прошедших с другой стороны Земли. Расчеты показали, что для этого нейтрино нужно было пройти порядка шести-семи тысяч километров через материал планеты.
В этом случае поток нейтринов должен был бы значительно ослабеть. Для регистрации такого потока ANITA требовалась бы колоссальная начальная мощь. Такой поток IceCube, расположенный также в Антарктиде, наверняка не мог бы пропустить.
Международная группа ученых опубликовала в журнале Physical Review Letters В работе проанализировали данное явление. Выводы указывают на то, что ни IceCube, ни наблюдения Обсерватории имени Пьера Оже не могут объяснить события, зафиксированные ANITA.
Чтобы изучить детали, исследователи провели моделирование сигнала от протонных потоков, распространяющихся из-под льда с энергиями частиц в диапазоне 0,03-10 эксаэлектронвольт. При попытке сопоставить наблюдения ANITA с данными других обсерваторий успеха не имели: кроме как у обсерватории на стратосферных воздушных шарах, никто не регистрировал потоков частиц, подобных тем, которые обнаружила ANITA.
Исследователи пришли к выводу, что стандартная модель физики частиц не дает убедительных объяснений полученным данным. Возможно, речь идет о необычной интерференции радиоволн под льдом — например, от потоков частиц, приближающихся к линии горизонта, немного погрузившихся в лед и затем отразившихся вверх. Однако ни одним моделированием пока не удалось показать такого рода отражение.
Исследователи считают сигнал ANITA аномальным и несовместимым с существующими знаниями физики. Для его повторного обнаружения будет создан новый детектор частиц PUEO в южном полушарии.
Работа внушает надежду на открытие новых частиц и «новой физики», но оценки должны быть сдержанными. История современной науки полна случаев, когда наблюдения на отдельных инструментах показывали аномальные сигналы, которых другие системы не обнаруживали. Так было с экспериментом OPERA, якобы зафиксировавшим нейтрино, движущиеся быстрее скорости света. После детального анализа методики выяснилось, что результат основан на технической ошибке в работе детекторов.
