Antarktidoje rastų dalelių fizikai paaiškinti negali

2006 metais ir paskui dar 2014, NASA mokslininkai, naudodami oro balioną su dalelių detektoriumi Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA), užfiksavimo neaiškius signalus. Jie aptiko pėdsakus aukštos energijos dalelių, skriejančių tokiu kampu, kad atrodo, jog jos praskriejo kiaurai per mūsų planetą nesutrikdytos.

Nauja analizė atmetė geriausią įmanomą tokių dalelių paaiškinimą. O tai reiškia, kad jos gali būti ženklai fizikos, esančios už standartinio modelio – dabartinio fizikų supratimo apie visatos daleles ir jėgas – ribų.

ANITA įvykiai užfiksavo labai aukštų energijų mažas daleles, 0,6 ir 0,56 eksaelektronvoltų (milijardas milijardų electronvoltų). „Tai maždaug tokia energija, kokia profesionalus tenisininkas paduoda kamuoliuką,” sako su ANITA tyrimu nesusijęs Alex Pizzuto iš Wisconsin-Madison universiteto.

Pirmoji mintis buvo, kad šios dalelės yra neutrinai, kurie, kaip žinoma, skrieja per materiją. Bet būdami tokios aukštos energijos, šie neutrinai turėjo sąveikauti su dalelėmis Žemės viduje, o ne perskrosti tūkstančius kilometrų uolienų lyg niekur nieko.

Vis dar neatmetama galimybė, kad tai – aukštos energijos neutrinai, sugebėję prasmukti neužkliuvę. Šiuo atveju, jie turėjo atskrieti iš kažkokio kosmoso taško – gal tolimos galaktikos, kuri įgreitina neutrinus ir skleidžia juos mūsų link. Laimei, tokią prielaidą galima patikrinti.

Pizzuto su kolegomis dirba IceCube Neutrino observatorijoje, tuo pat metu vykstančiame, bet atskirame eksperimente Antarktidoje, galinčiame aptikti platesnį neutrinų diapazoną, taip pat ir mažesnės energijos variantus. Jeigu šaltinis kosmose, jie turėjo pasiekti Žemę maždaug ANITA įvykių metu.

Komanda ką tik baigė šukuoti duomenis, ieškodama kokių nors tokio signalo pėdsakų, tačiau nieko nepešė, o tai reiškia, kad aukštos energijos ANITA įvykius paaiškinti dabar dar sunkiau.

„Mums liko labiausiai jaudinančios ir nuobodžiausios galimybės,” sako irgi IceCube dirbantis Ibrahim Safa. Arba ANITA rado egzotiškos fizikos ženklus, arba detektoriaus rodmenyse yra kažkokia subtili anomalija, kurios iki šiol niekas nepastebėjo.

Stefan Söldner-Rembold Manchesterio universitete, JK, sako esąs tikras, kad keistųjų ANITA rodmenų taškinio šaltinio paaiškinimas dabar atmestas.

„Kas tai bebūtų, nauja fizika, ar koks nors mūsų nesuprastas procesas, tai labai įdomu,” sako jis.

Fizikai laukia naujų žinių iš ANITA komandos, kurios turėtų būti publikuotos vėliau šiais metais. Jose bus aprašyti visi anomalūs ketvirto ir naujausio 2016 metais vykusio skrydžio įvykiai. Tai gali suteikti duomenų apie kitus aukštų energijų įvykius ir padėti išspręsti paslaptį.

O kol kas netrūksta teorijų, bandančių aiškinti, kas šios paslaptingosios dalelės galėtų būti, jeigu iš tiesų netelpa į standartinio modelio rėmus. Derek Fox iš Pennsylvania valstijos universiteto anksčiau buvo iškėlęs mintį, kad tai gali būti stau neutrinai, sunkesnė – „super” – tau neutrinų forma. Tai derėtų su supersimetrija, teorija, kurioje visos fundamentalios dalelės turi ir daug sunkesnius atitikmenis.

Kai kas teigia, kad ANITA užfiksuoti signalai gali būti ir tamsiosios materijos ženklai ar sterilūs neutrinai.

Pizzuto nesilažina, kad šios paslapties sprendimas – nauja fizika. „Susilaikysiu nuo kurio nors modelio išskyrimo. Manau, vis dar pernelyg anksti teigti, kad ANITA būtent tai ir aptiko.”

Chris Baraniuk
www.newscientist.com

Nuoroda: https://arxiv.org/abs/2001.01737