Подсказки от странных частиц из космоса могут изменить стандартную модель физики

Два необычных сигнала, обнаруженных детектором, известным как- антарктическая импульсная переходная антенна или ANITA (на фото), не могут быть отнесены ни к каким известным частицам , - заявила команда физиков 25 сентября. Результат намекает на возможность появления новых частиц за пределами каталогизированных в стандартной модели- теории описывающей различные элементарные частицы, составляющие материю.

Как и старик в фильме от компании Pixar, ANITA плавает на гелиевом шаре на высоте 37 километров в течение месяца. Детектор ищет сигналы частиц высокой энергии из космоса, включая легкие, призрачные частицы, называемые нейтрино. Эти нейтрино могут взаимодействовать со льдом Антарктиды, создавая радиоволны, которые собираются антеннами ANITA.

Два загадочных сигнала, по-видимому, происходят от чрезвычайно энергичных нейтрино, стреляющих в небеса изнутри Земли. Нейтрино, поднимающееся снизу Земли, не новы- низкоэнергетические нейтрино, так слабо взаимодействуют с веществом, что могут просачиваться сквозь всю планету. Но высокоэнергетические нейтрино не могут пройти столько материала, сколько могут пройти нейтрино более низких энергий. Поэтому, хотя высокоэнергетические нейтрино могут скользить по краям планеты, они не переживут проход прямо сквозь планету.
Крутой угол траекторий частиц указывает на то, что нейтрино пролетели сквозь несколько тысяч километров Земли - это слишком много для высокоэнергетического нейтрино, чтобы вылететь с другой стороны. Согласно компьютерным симуляциям в новом исследовании- исследователями, которые не являются членами сотрудничества ANITA:
- "Исследователи ANITA искали способ объяснить сигналы с нейтрино" -говорит Дерек Фокс, соавтор исследования другой группы. Но, по словам Фокса и его коллег- «эти попытки должны потерпеть неудачу».

Высокоэнергетическая частица могла бы совершить такой длинный поход через Землю, только если бы еще более сдержанно взаимодействовала с веществом, чем нейтрино. Гипотетическая тяжелая частица, называемая стау(stau), предложенная в теории под названием- Суперсимметрия, может соответствовать этому закону, говорит Фокс и его коллеги. После создания на другой стороне планеты высокоэнергетическим нейтрино, захлопнувшегося в Землю, стау может пробиться сквозь Землю невредимой, прежде чем будет разлагаться на более легкие частицы, что в конечном итоге приведет к сигналам, обнаруженным ANITA.
Но пока не отменяйте свое членство в фан-клубе стандартной модели. «По-прежнему возможно, что существует очень обычная причина, по которой мы наблюдаем эти события в ANITA», - говорит физик объеденения ANITA- Стефани Виссель. Другие космические частицы, называемые космическими лучами, которые стекаются сверху вниз, производят аналогичные записи в детекторе ANITA. Виссель говорит, что основное недопонимание физики космических лучей может объяснить это наблюдение.

Подписывая свои претензии, Фокс и его коллеги, также идентифицируют три события в другом антарктическом детекторе нейтрино, называемом- IceCube, который, по их словам, даёт некоторые аналогичные загадочные свойства. Но лидер эксперимента IceCube, физик Фрэнсис Халзен, в этом не убежден. «На эти события, конечно, стоит обратить внимание», - говорит он- "но я не вижу никаких доказательств того, что им требуется новое объяснение."

Физики хотят получить больше данных. Команда ANITA планирует отправить детектор на еще одну прогулку по Антарктике на воздушном шаре, говорит физик ANITA- Эми Коннолли, - «Мое мнение состоит в том, что мы должны продолжать искать земное объяснение этих событий».
Стандартная модель была подтверждена снова и снова, поэтому физикам не нравится отказываться от нее, не получая сильных доказательств. -«Дело в том, что ANITA видит что-то странное," - говорит астрофизик Джон Биком. "Но я всегда делаю ставку на стандартную модель".
Тем не менее, эти события имеют такие экстремальные энергии, что они достигают областей, недоступных на коллайдерах частиц, таких как Большой Адронный Коллайдер под Женевой, говорит Биком. «Мы очень мало знаем о том, как физика работает на этих высоких энергиях».
-Переведено на русский язык специально для сайта Fishki и Nauka-segodnya.
-Не забудьте посетить наш сайт!