Nedumerire în Antarctica: fizicienii detectează raze cosmice bizare orientate de jos în sus

Cu doar aproximativ 10 ani în urmă, cercetători afiliaţi la NASA au început să observe razele cosmice care cădeau asupra Pământului din spaţiu. Dar în timpul unor experimente în Antarctica, fizicienii au descoperit un lucru inexplicabil, ceva ce ar putea schimba tot ceea ce credem că ştim despre fizică, potrivit site-ului Zero Hedge.

Experimentul cu balonul Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA) a început în 2006, când balonul a petrecut o lună de zile plutind deasupra gheţii din Antarctica. Folosind senzori, ANITA a început să detecteze particule neutrino cu energie mare care interacţionau cu fâşia de gheaţă de dedesubtul balonului.

Particulele neutrino sunt unice prin faptul că nu pierd energie în timp ce se împrăştie în Univers. Din cauza acestui lucru, particulele de neutrino sunt capabile să le ofere oamenilor posibilitatea de a arunca o privire în întinderea vastă a Universului, posibilitate care altfel nu ar fi disponibilă.

Potrivit site-ului Motherboard.vice.com, fizicianul sovietic Gurgen Askarian a emis la un moment dat teoria potrivit căreia „atunci când o particulă cu energie înaltă interacţionează cu un mediu dielectric dens – un tip de material izolant care nu conduce electricitatea – va produce o ploaie de particule secundare încărcate, a căror radiaţie poate fi detectată de antenele radio standard. Această interacţiune, cunoscută acum sub numele de efectul Askarian, permite fizicienilor să detecteze particule care cu greu interacţionează cu materia normală (precum particulele de neutrino), prin observarea efectelor lor secundare”.

În timpul perioadei în care ANITA a zburat deasupra Antarcticii, balonul a detectat manifestarea nemaiîntâlnită până atunci a unor „raze de tip cosmic îndreptate în sus”. Razele detectate aveau planuri de polarizare orizontale, ceea ce ar putea sugera că ele nu-şi aveau originea în spaţiu. Detectarea acestor evenimente denotă faptul că un nou tip de particulă este posibil să fi scăpat detecţiei prin intermediul acceleratorilor sofisticaţi de particule încă de când aceştia au început să fie folosiţi de către oamenii de ştiinţă.

Mulţumită Modelului Standard, fizicienii au ştiut că razele cosmice sunt capabile să ajungă pe Pământ şi să îl penetreze. Totuşi, potrivit modelului, aceste raze nu ar trebui să fie capabile să traverseze planeta noastră complet. Aşadar, îşi au anormalele particule cu energie ridicată măsurate de ANITA originea pe Pământ sau, de fapt, îl străbat dintr-o parte în alta?

Unele modele din fizică, care există dincolo de Modelul Standard, implică teorii potrivit cărora interacţiunile dintre razele cosmice şi gheaţă produc de fapt micro găuri negre care se deschid spre mici dimensiuni. Prima misiune ANITA nu a detectat găurile negre, dar a detectat efectul Askarian.

Săptămâna trecută, un grup de cercetători de la Universitatea de Stat din Pennsylvania, condus de Derek Fox, sugera că s-ar putea ca ANITA să fi descoperit dovada existenţei unei particule care se află în întregime în afara Modelului Standard al fizicii.

Modelul Standard a avut succes de vreme ce l-am folosit, dar el nu a reuşit să explice totul. De exemplu, lucruri precum gravitaţia sau expansiunea accelerată a Universului nu sunt explicate în mod adecvat de acest model. Aici intervin acele modele de fizică aflate dincolo de Modelul Standard (BSM, Beyond Standard Model). Unele dintre aceste teorii includ teoria stringurilor (sau a corzilor) şi dimensiuni suplimentare.

Teoria lui Fox se bazează pe un model BSM numit supersimetrie. „Susţinem că, în cazul în care evenimentele [detectate de] ANITA sunt interpretate corect, atunci ele impun o particulă BSM”, a afirmat Fox pentru Motherboard. Proprietăţile probabile ale particulei „par compatibile cel puţin în câteva moduri cu proprietăţile prezise ale stau (particulă elementară ipotetică n.r.) în unele modele supersimetrice”.

Pentru a cerceta şi mai mult în necunoscut când vine vorba de aceste raze cosmice orientate de jos în sus, acestea ar trebui observate de asemenea şi în alte locuri. Fox şi colegii săi au făcut primul pas când au analizat date de la Observatorul IceCube Neutrino (IceCube Neutrino Observatory) în zona Arctică. În ciuda diferenţelor în sistemele de detectare, în datele analizate au fost identificate trei evenimente care au fost similare cu razele cosmice observate de ANITA în Antarctica.

Teoria lui Fox este doar o interpretare a datelor înregistrate de ANITA. Cea de-a patra misiune ANITA a fost lansată în 2016 şi cercetătorii speră că datele colectate, odată ce vor fi complet analizate, vor scoate la iveală şi alte exemple de astfel de raze cosmice neobişnuite.