Znanstvenici koji proučavaju kozmičke zrake pomoću balonskih instrumenata iznad Antarktike naišli su na zagonetno otkriće – radio valove koji dolaze ispod površine leda, u potpunosti suprotno očekivanjima moderne fizike. Otkriveni signali "prkose trenutnom razumijevanju fizike čestica", upozoravaju istraživači.

Otkrivanje radio valova rezultat je rada Antarktičkog impulsivnog prijelaznog antennog sustava (ANITA), eksperimentalne opreme koja se nalazi na balonima puštenima visoko iznad ledene površine Antarktike. Ovi instrumenti razvijeni su kako bi detektirali radio valove koji nastaju kad kozmičke zrake udare u atmosferu Zemlje.

Kako bi prikupili više informacija o kozmičkim događajima u svemiru, istraživači su poslali balon na visinu od 40 kilometara iznad Zemljine površine, gdje su analizirali dolazne signale različitim instrumentima.

Signali iz leda, a ne iz svemira

Međutim, umjesto očekivanih dolaznih signala iz svemira, tim je uočio radio valove koji su se činili da dolaze izravno iz leda, što je bilo potpuno neočekivano.

Jedna od istraživačica, Stephanie Wissel, izvanredna profesorica fizike, astronomije i astrofizike na Sveučilištu Penn State, objasnila je da su u početku tražili subatomske čestice poznate kao neutrini.

„Radio valovi koje smo detektirali dolazili su pod vrlo strmim kutovima, otprilike 30 stupnjeva ispod površine leda“, rekla je Wissel.

Neutrini: čestice koje ne ostavljaju trag

Neutrini su iznimno važni za razumijevanje svemira, ali ih je izuzetno teško detektirati jer gotovo uopće ne reagiraju s materijom. „U svakom trenutku kroz vas može prolaziti milijarda neutrina, no oni ne djeluju s nama“, ističe Wissel.

„To je dvostruki problem – ako ih uopće detektiramo, to znači da su prošli sve te udaljenosti bez interakcije s bilo čim. Mogli bismo biti svjedoci neutrina koji dolazi s ruba promatranog svemira“, dodala je.

No, kako bi potvrdili hipotezu, istraživači su usporedili podatke s dvama prethodnim eksperimentima. Usporedba je pokazala da rezultati nisu bili podudarni, što upućuje na zaključak da detektirani signali nisu bili neutrini, nego nešto drugo.

Teorije postoje, ali potvrde još nema

Iako postoje nagađanja da bi otkriveni valovi mogli biti tamna tvar, trenutno nema potvrde za tu teoriju. Mnogi aspekti i dalje ostaju misterij.

U službenom priopćenju, Wissel je priznala: „Moja pretpostavka je da se događaju neki zanimljivi efekti propagacije radio valova u blizini leda ili horizonta, koje još uvijek ne razumijemo u potpunosti. Istražili smo više takvih mogućnosti, ali nismo pronašli nijednu koja bi objasnila promatrane signale.“

Objavljeno u prestižnom znanstvenom časopisu

Znanstveni rad sa svim detaljima ovog otkrića objavljen je u časopisu Physical Review Letters, jednom od najuglednijih znanstvenih publikacija u području fizike.

Za istraživanje je Antarktika odabrana zbog vrlo niske razine radio smetnji, što je čini idealnim mjestom za otkrivanje finih kozmičkih signala. No upravo ta tišina dodatno naglašava zagonetnost i značaj detektiranih valova.