Что-то странное происходит над замороженным пейзажем Антарктиды.
Когда в 2006 году ученые запустили научную баллонную миссию под названием Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA) над континентом, космический луч столкнулся с одним из его инструментов. Это не так уж и странно. Космические лучи прилетают из глубокого космоса постоянно, и ANITA может их обнаруживать и измерять их энергию. Но в этот раз космический луч не пришел сверху, а пришел снизу. Эта частица высокой энергии вышла из льда и двигалась вверх через атмосферу. И это нечто, что космические лучи, как ожидалось, должны были делать.
Во время другого полета ANITA в 2014 году это случилось снова
Космические лучи приходят из одних из самых энергичных мест во Вселенной — от супернов до вихревых черных дыр. Увидеть, как космический луч выходит из земли, предполагает, что эта частица путешествовала из глубокого космоса и прошла сквозь планету, прежде чем появилась на другой стороне. Согласно физике, однако, это невозможно.
Проблема с космическими лучами, которые представляют собой высокоэнергетические протоны и атомные ядра, заключается в том, что у них большие сечения
Иными словами, у них нет проблем взаимодействовать с материей. Если космический луч ударит в Землю, его остановит атмосфера, как пулю, ударившую в кирпичную стену. Напротив, нейтрино имеют очень маленькие сечения, что означает, что эти призрачные частицы проходят сквозь материю, как будто ее и вовсе нет. Нейтрино настолько слабо взаимодействует с материей, что триллионы из них проходят через наши тела непрегражденно каждую секунду. Но частицы, которые обнаружил ANITA, не были нейтрино, они были (по всей видимости) космическими лучами, и они прошли сквозь нашу планету, как будто ее и вовсе не было. Честно говоря, эти космические лучи не являются обычными.
Теперь исследователи пересмотрели эти события ANITA в исследовании, представленном в сентябре 2018 года, и обнаружили три подобных обнаружения космических лучей, двигающихся вверх, в другом эксперименте Антарктики под названием IceCube, детекторе частиц, который находится во льду. Они пришли к поразительному выводу: это не обычные космические лучи, соответствующие Стандартной Модели; это могут быть доказательства экзотической физики.
Экзотическая физика относится к физике, которую мы в настоящее время не понимаем, и ученые называют ее "физикой, выходящей за рамки Стандартной Модели"
Стандартная Модель — это своего рода кулинарная книга, которая говорит Вселенной, как должны вести себя субатомные частицы (от электронов до фотонов до кварков). Когда Большой Адронный Коллайдер (БАК) обнаружил бозон Хиггса в 2012 году — частицу, придающую веществу массу, Стандартная Модель была завершена; теоретическая структура, описывающая все взаимодействия до субатомных масштабов, была завершена.
Однако была проблема
Фактически, их было несколько. Стандартная Модель не объясняет, что такое темная материя и темная энергия. Она также не может объяснить, почему большинство Вселенной состоит из вещества, а не из антиматерии. Существует также вопрос о массе нейтрино — Стандартная Модель также не справляется с этим. Существует много тайн, которые нельзя объяснить по рецепту Стандартной Модели, поэтому физики упорно работают, пытаясь найти доказательства того, что существует книга рецептов, которая управляет Вселенной в тени.
Увы, самые сложные эксперименты на Земле до сих пор не обнаружили никаких окончательных доказательств этого таинственного мира, хотя есть намеки. И, согласно исследователям, исследующим аномалии ANITA и IceCube, эти обнаружения космических лучей могли открыть окно в физику за пределами Стандартной Модели, предоставив доказательства частиц, которые выглядят как космические лучи, но не ведут себя как космические лучи.
"При консервативных экстраполяциях взаимодействий стандартной модели нет частицы, которая может проникнуть через Землю … при энергиях и углах выхода, обсуждаемых здесь. Мы исследуем здесь, нужны ли "за пределами Стандартной Модели" частицы для объяснения событий ANITA, если их правильно интерпретировать, и приходим к выводу, что они нужны", — пишут исследователи в своем исследовании.
"Суперсимметрия" (или SUSY) — это одна из гипотетических книг рецептов экзотической физики, которая может помочь объяснить происходящее. Эта гипотеза предполагает, что у всех частиц, которые мы знаем и любим, есть SUSY-частицы (так называемые "спартикли"). Эти спартикли могли бы обеспечить равновесие Стандартной Модели и, возможно, объяснить некоторые тайны, которые сбивают с толку физиков и космологов. Могут ли эти призрачные космические лучи на самом деле быть совершенно другим типом частиц, возникающих из-за суперсимметрии?
Пока еще рано судить, и нужны дополнительные данные, но заманчиво думать, что мы случайно могли заглянуть в мир физики за пределами Стандартной Модели в самом экстремальном месте на Земле.
