IceCube Neutrino Observatory traces ghost particle to distant galaxy

Na Antarktici nađene čudne čestice za koje fizika nema objašnjenje

U hladnim područjima Antarktike u nekolika su navrata registrovane izuzetno čudne čestice čija je narav za sada neobjašnjiva.

Prvo su NASA-ini stručnjaci još 2006. godine, a zatim i 2014. pomoću balona s detektorom čestica (Antarctic Impulsive Transient Antenna, ANITA) uočili neobične signale. Vremenom su shvatili da se radi o visokoenergetskim česticama koje su se kretale pod uglom koji sugerira da su neometano jurile kroz naš planet, piše New Scientist, a prenosi Index.hr.

Standardna fizika nema objašnjenje

Najnovija analiza tih čestica isključila je sva moguća objašnjenja njihove pojave standardnim modelom. Standardni model je teorija u fizici elementarnih čestica koja uspješno opisuje tri od četiri fundamentalne interakcije između njih od kojih se sastoji sva poznata materija: elektromagnetizam, jaku i slabu nuklearnu interakciju.

Prema dosadašnjim spoznajama novootkrivene čestice mogu se objasniti jedino izvan principa standardnog modela, što bi značilo da će za njihovo tumačenje možda biti potrebna neka sasvim nova fizika.

Fizičari išli provjeriti radi li se o neutrinima

Znanstvenici su prvo razmatrali ideju da se radi o neutrinima, vrlo neobičnim česticama bez električnog naboja koje slabo međudjeluju s materijom, odnosno za koje se zna da bez problema prolaze kroz druge tvari. Nove čestice registrovane su na vrlo visokim energijama i da se radi o neutronima, oni bi pri tako visokim energijama ipak reagovali s česticama unutar Zemlje, a ne bi s lakoćom klizili kroz hiljade kilometara tla.

Neki naučnici smatrali su da se možda ipak može raditi o visokoenergetskim neutronima koji su došli iz svemira, možda iz neke daleke galaksije koja ih je pogurala i ubrzala na putu prema nama.

Odlučili su neki naučnici provjeriti ovu hipotezu. Tog posla prihvatili su se fizičar Alex Pizzuto sa Sveučilišta Wisconsin-Madison i njegovi kolege koji rade u opservatoriju IceCube Neutrino, zasebnom projektu na Antarktici unutar kojeg se može otkriti širi spektar neutrona, uključujući i one nižih energija. Naime, takvi niskoenergetski neutroni trebali su iz istog izvora u svemiru stići na Zemlju u isto vrijeme kao i visokoenergetski koje je registrovala ANITA kada bi hipoteza stajala. Tim je upravo završio dugogodišnju analizu svih prikupljenih podataka tražeći dokaze o postojanju takvih signala. Ali, nisu naišli ni na kakve tragove.

“Što god da je uzrok tim česticama, bilo da je riječ o novoj fizici ili nekom procesu koji nam je za sada nepoznat, ovo je izuzetno zanimljiv period“, rekao je fizičar Stefan Söldner-Rembold sa Sveučilišta Manchester.

Dokaz supersimetrije?

Fizičari sada čekaju rezultate najnovijeg istraživanja tima ANITA-e koje bi trebalo biti objavljeno kasnije ove godine, a u kojem će biti opisane sve neobične detekcije tijekom četvrtog, odnosno zadnjeg leta balona 2016. godine. Ono bi moglo pružiti dodatne podatke o visokoenergetskim signalima i pomoći pri rješavanju ovog misterija.

U međuvremenu, u naučnoj zajednici pojavile su se nove teorije o tome što bi mogle biti zagonetne čestice, ako doista dovode u pitanje standardni model.

Astrofizičar Derek Fox s Državnog sveučilišta Pennsylvania smatra da bi se moglo raditi o stau neutronima, odnosno težem obliku tau neutrona. Takav scenarij odgovarao bi supersimetriji – teoriji da sve elementarne čestice imaju svoje mnogo masivnije supersimetrične partnere.

Neki drugi naučnici tvrde pak da bi čestice koje je detektirao balon ANITA mogle biti signali tamne tvari ili sterilni neutroni.