Rejtélyes jeleket fogtak az Antarktiszon, a tudósok is tanácstalanok

Egy, a Penn State Egyetem kutatóinak részvételével működő nemzetközi csapat olyan rádióimpulzusokat fogott, amelyek a jelek szerint áthatoltak a földön – ez egy olyan jelenség, amely a részecskefizika standard modellje alapján lehetetlennek tűnik. Az ANITA (Antarktiszi Impulzív Tranziens Antenna) egy hatalmas, héliummal töltött ballonra szerelt érzékeny antennarendszer, amely 40 kilométeres magasságban lebeg a fagyott kontinens felett, és a kozmoszból érkező nagy energiájú részecskék, az úgynevezett neutrínók nyomait keresi.

A most észlelt jelek azonban nem a világűrből, hanem a horizont alól, megközelítőleg 30 fokos szögből érkeztek. Ez arra utal, hogy forrásuknak több ezer kilométernyi kőzetrétegen kellett volna áthatolnia, mielőtt elérte a detektort – jelenlegi tudásunk szerint viszont egyetlen ismert részecske sem képes erre anélkül, hogy elnyelődne.

Ez egy rendkívül érdekes probléma, mert továbbra sincs magyarázatunk az anomáliákra. Azt azonban tudjuk, hogy nagy valószínűséggel nem neutrínókról van szó

– nyilatkozta Stephanie Wissel, a Penn State fizika- és asztrofizika-docense.

A tudósok sem tudják, mi történik

A kísérlet eredeti célja a neutrínók észlelése volt. Ezek a szinte tömeg nélküli, semleges töltésű részecskék az univerzum leggyakoribb, mégis legnehezebben megfogható építőkövei. Mivel szinte semmivel sem lépnek kölcsönhatásba, zavartalanul képesek átszelni a kozmoszt, értékes információkat hordozva távoli eseményekről, például szupernóva-robbanásokról, vagy akár az ősrobbanásról. „Minden pillanatban egy milliárd neutrínó halad át a hüvelykujjad körmén” – magyarázta Wissel, érzékeltetve a részecskék mindennapiságát és megfoghatatlanságát.

Az ANITA pontosan ezt a tulajdonságot használja ki: az antennákat a jégre irányítva azokat a ritka eseteket keresi, amikor egy neutrínó mégis kölcsönhatásba lép a jéggel, rádióhullámokat keltve. A mostani, felfelé tartó jelekre azonban – mindeddig – még nem találtak magyarázatot.

A kutatók alapos elemzésnek vetették alá az adatokat, összehasonlították azokat más, független antarktiszi detektorok – például az IceCube Kísérlet és a Pierre Auger Obszervatórium – méréseivel, de egyik sem rögzített semmi olyat, ami magyarázatot adhatna az ANITA által látottakra. Ezzel kizárták a háttérzaj, a mérési hiba és a legtöbb ismert részecske lehetőségét.

Felmerült, hogy talán a sötét anyag egy eddig ismeretlen formájának nyomára bukkantak, de a többi kísérlet adatainak hiánya ezt az elméletet is meggyengíti. A jelenség hivatalosan is „anomális” besorolást kapott,

A rejtély megoldására a kutatók már egy új, még érzékenyebb detektor, a PUEO építésén dolgoznak.

„A személyes tippem az, hogy valamilyen különleges rádióterjedési hatás lép fel a jégben, amit még nem értünk teljesen” – mondta Wissel. „De jelenleg ez a fizika egyik nagy, megoldatlan rejtélye. Izgatottan várjuk, hogy a PUEO bevetésével több anomáliát észlelünk-e, ami segíthet megérteni a forrásukat. Vagy az is lehet, hogy végre neutrínókat fogunk, ami bizonyos szempontból még izgalmasabb lenne” – fejezte be.

A kutatás részletes eredményeit a Physical Review Letters tudományos folyóiratban publikálták.

(Borítókép: Stephanie Wissel / Penn State University)