Космический детектор частиц зафиксировал серию странных радиосигналов, исходящих из глубин антарктического льда. Ученые пока не могут объяснить их происхождение — возможно, они указывают на существование неизвестных частиц или новых типов взаимодействий между ними.

Аномалии над ледяным континентом

Необычные импульсы были обнаружены на высоте около 40 км над Антарктидой с помощью эксперимента ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna). Этот проект использует воздушные шары с детекторами для поиска сверхвысокоэнергетических нейтрино и космических лучей.

Обычно ANITA улавливает сигналы, отраженные от поверхности льда, но эти импульсы пришли из-под горизонта — под углом 30° ниже поверхности. Это означает, что радиоволны прошли тысячи километров земной коры, что, по всем расчетам, должно было сделать их слишком слабыми для обнаружения. Однако детектор их зафиксировал.

«Мы до сих пор не знаем, что это за аномалии, но точно можем сказать: это не нейтрино», — заявила Стефани Уиссел, участница проекта ANITA и исследовательница из Университета Пенсильвании.

Охота на «космических призраков»

Первым подозреваемым стали нейтрино — частицы, которые почти не взаимодействуют с материей и свободно проходят сквозь планеты и звезды. Их называют «призраками» за способность преодолевать огромные расстояния без изменений, что делает их идеальными «посланниками» из далеких уголков Вселенной.

ANITA ищет следы тау-нейтрино, которые, сталкиваясь со льдом, порождают тау-лептоны. Те, в свою очередь, быстро распадаются, создавая каскады частиц — «ледяные ливни». Однако зафиксированные сигналы не соответствуют известным моделям таких взаимодействий.

Более того, другие детекторы, такие как IceCube и Обсерватория Пьера Оже, не зарегистрировали ничего, что могло бы объяснить эти аномалии.

Темная материя или новая физика?

Ученые исключили нейтрино как источник сигналов. Теперь рассматриваются более экзотические гипотезы:

• Неизвестные частицы, предсказанные теоретически, но пока не открытые.

• Проявления темной материи, которая составляет 85% вещества Вселенной, но остается невидимой для современных приборов.

• Новые физические эффекты, например, неучтенные особенности распространения радиоволн вблизи льда.

Будущие исследования

Окончательные ответы, возможно, даст новый детектор PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations), который сейчас разрабатывается в Университете Пенсильвании. Он будет чувствительнее ANITA и сможет улавливать больше аномальных событий.

«Когда PUEO начнет работу, мы либо поймем природу этих сигналов, либо обнаружим настоящие нейтрино — что было бы еще интереснее», — отметила Уиссел.

Исследование опубликовано в марте года в журнале Physical Review Letters.

Если аномалии подтвердятся, это может стать первым шагом к открытию новых законов физики — или даже частиц, составляющих темную материю. Пока же загадка антарктических радиосигналов остается одной из самых интригующих в современной астрофизике.