Afwijkende radiosignalen onder het Antarctische ijs dagen natuurkundige modellen uit

Wetenschappers van Penn State University en andere instellingen hebben melding gemaakt van de detectie van ongebruikelijke radiosignalen onder het Antarctische ijs met behulp van het Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA)-experiment. Deze signalen dagen de gevestigde modellen van deeltjesfysica uit, wat mogelijk wijst op het bestaan van voorheen onbekende deeltjes of interacties. Het ANITA-experiment maakt gebruik van op grote hoogte zwevende ballonnen die zijn uitgerust met radiodetectoren om radiogolven op te vangen die worden uitgezonden wanneer kosmische stralen interageren met de atmosfeer. De gedetecteerde radiogolven leken afkomstig te zijn van onder de horizon, een oriëntatie die de huidige natuurkunde niet kan verklaren. Dit suggereert dat de signalen mogelijk door duizenden kilometers rotsen zijn gereisd, een reis die hen ondetecteerbaar had moeten maken. Stephanie Wissel, universitair docent aan Penn State, legde uit dat de radiogolven werden gedetecteerd onder steile hoeken, ongeveer 30 graden onder het ijsoppervlak. Berekeningen geven aan dat het afwijkende signaal door duizenden kilometers rotsen had moeten gaan. Dit had het radiosignaal moeten absorberen, waardoor het ondetecteerbaar werd. Het team blijft deze afwijkingen onderzoeken om hun oorsprong en implicaties voor de deeltjesfysica beter te begrijpen. Het ANITA-experiment is in Antarctica geplaatst om signaalinterferentie te minimaliseren. De ballon-gedragen detector vliegt over ijsvlakten om emissiesignalen, bekend als ijsshowers, op te vangen. Onderzoekers maken onderscheid tussen ijs- en luchtdouches om deeltjeskenmerken te bepalen. De signalen worden teruggevoerd naar hun oorsprong, vergelijkbaar met een voorspelbare terugkaatsing van een bal. De recente bevindingen kunnen echter niet op deze manier worden herleid, omdat de hoek scherper is dan voorspeld. Onderzoekers analyseerden gegevens van meerdere ANITA-vluchten en vergeleken deze met modellen en simulaties. Ze kruisverwezen signalen met gegevens van het IceCube-experiment en het Pierre Auger-observatorium.