探測(cè)到從南極冰層深處發(fā)出的奇怪無線電信號(hào)

近二十年前,一個(gè)漂浮在南極洲上空的實(shí)驗(yàn)捕捉到了一個(gè)奇怪的信號(hào)。

旨在捕捉從上方落下的宇宙射線的射電噴射,2006 年南極脈沖瞬態(tài)天線 (安妮塔)記錄了來自下面– 一個(gè)看起來像宇宙射線倒流雨的事件,不是從表面反彈,而是從冰蓋下發(fā)出。

氣球攜帶的儀器套件記錄了2014 年類似活動(dòng),從那以后,科學(xué)家們就一直在摸不著頭腦。沒有一個(gè)解釋很合適,這表明罪魁禍?zhǔn)卓赡苁强茖W(xué)未知的粒子。

“我們檢測(cè)到的無線電波角度非常陡峭,大約在冰面以下 30 度。”天體物理學(xué)家 Stephanie Wissel 解釋道賓夕法尼亞州立大學(xué)。

“這是一個(gè)有趣的問題,因?yàn)槲覀儗?shí)際上仍然沒有解釋這些異常是什么,但我們所知道的是,它們很可能并不代表中微子."

ANITA 航班之一的天線陣列。(斯蒂芬妮·維塞爾/賓夕法尼亞州立大學(xué),CC BY-NC-ND 4.0)

信號(hào)本身是一個(gè)非常短暫的無線電波脈沖,與我們可能從難以捉摸的tau 中微子,但有幾個(gè)原因中微子信號(hào)的解釋很難解析。

科學(xué)家們認(rèn)為,這樣一個(gè)中微子可能來自超新星,然后穿過地球并從另一側(cè)出來。然而,只有 2014 年的探測(cè)與可能造成此事的超新星相吻合——2006 年的探測(cè)沒有發(fā)現(xiàn)這樣的事件。

此外,檢測(cè)的陡峭角度意味著中微子在從冰中出來之前,必須穿過巖石。中微子通過 Matter 流式傳輸一直以來;這就是他們所做的,也是我們稱他們?yōu)?'重影粒子'.這不是問題。

“你隨時(shí)都有十億個(gè)中微子穿過你的拇指,但中微子并沒有真正相互作用。”Wissel 說.“所以,這就是雙刃劍的問題。如果我們檢測(cè)到它們,則意味著它們已經(jīng)一路旅行,沒有與其他任何東西互動(dòng)。我們可能會(huì)檢測(cè)到中微子來自可觀察宇宙的邊緣。

為了幫助解開向上傳播的無線電脈沖之謎,一個(gè)大型國際研究團(tuán)隊(duì)對(duì)皮埃爾·奧熱天文臺(tái)在阿根廷,旨在研究高能宇宙射線。他們進(jìn)行了模擬,以確定 ANITA 事件在皮埃爾·奧熱天文臺(tái)數(shù)據(jù)中的顯示方式,并梳理了 2004 年至 2018 年的觀測(cè)結(jié)果,尋找類似的信號(hào)。

他們沒有找到任何可以解釋 ANITA 檢測(cè)結(jié)果的方法。然而,在科學(xué)中,一無所獲通常意味著找到一些東西– 即使那是一組較窄的選項(xiàng)。

在這種情況下,這意味著科學(xué)家可以自信地排除中微子作為信號(hào)的解釋。然而,這也并不意味著我們正在研究一個(gè)新的粒子。我們需要進(jìn)一步的觀察,希望有新的檢測(cè),以確定 ANITA 看到的來自南極冰層的是什么。

PUEO 部署后的外觀渲染。(Christian Miki/夏威夷大學(xué))

ANITA 已退休;它的最后一次飛行是在 2016 年。一個(gè)名為“超高能有效載荷”(Payload for Ultrahigh Energy Observations,普埃奧),ANITA 的繼任者是即將開始運(yùn)營.

“我的猜測(cè)是,一些有趣的無線電傳播效應(yīng)發(fā)生在冰附近和地平線附近,我不完全了解,但我們肯定探索了其中的幾個(gè),我們也還沒有找到其中的任何一個(gè)?!?a>Wissel 說.

“所以,現(xiàn)在,這是這些長期存在的謎團(tuán)之一,我很高興當(dāng)我們乘坐 PUEO 時(shí),我們將擁有更好的靈敏度。原則上,我們應(yīng)該發(fā)現(xiàn)更多的異常,也許我們真的會(huì)了解它們是什么。我們還可能檢測(cè)到中微子,這在某些方面會(huì)更令人興奮。

最新結(jié)果發(fā)表在物理評(píng)論信.

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