Под километровой толщей антарктического льда происходит что-то необъяснимое. Международная команда исследователей зафиксировала загадочные радиосигналы, которые не должны существовать согласно всем известным законам физики.
Что заставило ученых усомниться в фундаментальных основах науки? И могут ли эти сигналы указывать на совершенно новые формы материи?
Охота за призрачными частицами
Эксперимент ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) изначально создавался для поиска нейтрино — одних из самых загадочных частиц во Вселенной.
"Каждую секунду через ваш ноготь проходит миллиард нейтрино, но они почти не взаимодействуют с веществом", — объясняет астрофизик доктор Стефани Виссел из Университета Пенсильвании, работавшая в команде ANITA.
Для обнаружения этих неуловимых частиц ученые разместили антенны на воздушных шарах на высоте 30-39 километров над Антарктидой. Идея заключалась в том, что нейтрино, врезаясь в лед, будут создавать радиоволны, которые можно зафиксировать с большой высоты.
Сигналы из ниоткуда
Но вместо ожидаемых нейтрино исследователи столкнулись с чем-то совершенно непонятным. Согласно данным, опубликованным в журнале Physical Review Letters, детекторы зафиксировали радиосигналы, идущие примерно под углом 30 градусов ниже поверхности льда.
"Радиоволны, которые мы обнаружили, шли под действительно крутыми углами", — говорит доктор Виссел.
Проблема в том, что такие сигналы противоречат всем известным законам физики. Если бы это были обычные нейтрино, они не могли бы создать радиоволны под столь острым углом. Более того, сигналы, судя по всему, проходили сквозь тысячи километров горных пород и льда, что должно было сделать их совершенно неразличимыми.
Когда физика дает сбой
После тщательного анализа данных с нескольких полетов и сравнения с компьютерными моделями космических лучей ученые исключили все возможные источники фоновых помех. Тем не менее загадочные радиоимпульсы по-прежнему не находят объяснения.
Как пишет Daily Mail, другие детекторы — эксперимент IceCube и обсерватория Пьера Оже — не зафиксировали ничего, что могло бы прояснить природу импульсов. Ученые констатируют: такие сигналы, согласно современной научной парадигме, "не должны существовать".
Охота гигантов за призраками
Обсерватория Пьера Оже — самый большой детектор космических лучей в мире площадью 3000 квадратных километров — подключилась к поиску загадочных частиц. Ученые четырнадцать лет искали восходящие потоки под углами свыше 110 градусов.
Результат показал, насколько неуловимыми могут быть подобные явления — за все время зафиксировали лишь одно событие. Для сравнения: если бы такие частицы были относительно распространены, гигантский детектор должен был поймать от 8 до 34 подобных сигналов.
Это наглядно демонстрирует, почему открытие ANITA так важно — даже самые мощные приборы планеты с трудом регистрируют подобные аномалии.
Важно понимать: и 30 градусов ниже поверхности льда (как у ANITA), и свыше 110 градусов от зенита (как у обсерватории Оже) — это одно и то же явление.
Темная материя или новая физика
Столкнувшись с невозможным, ученые выдвигают несколько гипотез. Первая — они могли наткнуться на проявления темной материи, загадочной субстанции, составляющей большую часть Вселенной, но до сих пор не обнаруженной напрямую.
Вторая версия еще более революционна — возможно, существуют совершенно новые типы частиц и взаимодействий, неизвестные современной науке.
"Мое предположение заключается в том, что происходит какой-то интересный эффект распространения радиоволн возле льда и горизонта, которого я до конца не понимаю", — признается доктор Виссел.
В поисках ответов
Чтобы разгадать эту тайну, исследователи создают новый, более мощный детектор под названием PUEO. По данным Daily Mail, он будет обладать повышенной чувствительностью и поможет зафиксировать больше аномальных сигналов.
"Я рада, что, когда мы запустим PUEO, у нас будет лучшая чувствительность. В принципе, мы должны поймать больше аномалий, и, возможно, мы наконец поймем, что они собой представляют", — говорит доктор Виссел.
Прорыв или ошибка
Открытие может стать одним из самых значительных в истории физики — или же оказаться результатом технической ошибки.
Если сигналы действительно указывают на новые формы материи, это может перевернуть наше понимание Вселенной. Если же проблема кроется в неучтенных эффектах распространения радиоволн — это все равно станет важным открытием для радиофизики.
Так или иначе, ледяные просторы Антарктиды продолжают хранить свои секреты, вынуждая ученых пересматривать фундаментальные законы природы.