Các tín hiệu radio bất thường được phát hiện dưới băng Nam Cực thách thức các mô hình vật lý

Các nhà khoa học từ Đại học Penn State và các tổ chức khác đã báo cáo việc phát hiện các tín hiệu radio bất thường dưới băng Nam Cực bằng cách sử dụng thí nghiệm Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA). Những tín hiệu này thách thức các mô hình vật lý hạt đã được thiết lập, có khả năng cho thấy sự tồn tại của các hạt hoặc tương tác chưa từng biết trước đây. Thí nghiệm ANITA sử dụng các khinh khí cầu ở độ cao lớn được trang bị các máy dò radio để thu sóng radio phát ra khi các tia vũ trụ tương tác với bầu khí quyển. Các sóng radio được phát hiện dường như có nguồn gốc từ dưới đường chân trời, một hướng mà vật lý hiện tại không thể giải thích được. Điều này cho thấy các tín hiệu có thể đã đi qua hàng nghìn km đá, một hành trình lẽ ra đã khiến chúng không thể phát hiện được. Stephanie Wissel, phó giáo sư tại Penn State, giải thích rằng các sóng radio được phát hiện ở các góc dốc, xấp xỉ 30 độ dưới bề mặt băng. Các phép tính cho thấy tín hiệu bất thường sẽ phải đi qua hàng nghìn km đá. Điều này lẽ ra đã hấp thụ tín hiệu radio, khiến nó không thể phát hiện được. Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục điều tra những điểm bất thường này để hiểu rõ hơn về nguồn gốc và ý nghĩa của chúng đối với vật lý hạt. Thí nghiệm ANITA được đặt tại Nam Cực để giảm thiểu nhiễu tín hiệu. Máy dò trên khinh khí cầu bay qua các dải băng để thu các tín hiệu phát xạ, được gọi là mưa băng. Các nhà nghiên cứu phân biệt giữa mưa băng và mưa không khí để xác định các thuộc tính hạt. Các tín hiệu được truy nguyên trở lại nguồn gốc của chúng, tương tự như một quả bóng nảy một cách có thể dự đoán được. Tuy nhiên, những phát hiện gần đây không thể được truy nguyên theo cách này, vì góc dốc hơn dự kiến. Các nhà nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ nhiều chuyến bay ANITA, so sánh nó với các mô hình và mô phỏng. Họ đã đối chiếu các tín hiệu với dữ liệu từ thí nghiệm IceCube và Đài quan sát Pierre Auger.