南极奇异信号引科学家们的神秘探索

作者：迪恩·穆雷

科学家们对在南极洲冰层下探测到的这些奇怪信号感到很困惑。

一款旨在捕捉来自太空的宇宙粒子探测器，却记录到了一系列来自冰层下的奇异信号。

宾州州立大学的科学家们参与了这个国际研究小组，他们表示，这些信号“违背了我们目前对粒子物理学的理解。”

这些不寻常的无线电脉冲是由南极瞬态冲动天线（ANITA）实验探测到的，这是一系列在南极高空飞行的气球上的仪器，旨在探测来自宇宙射线撞击大气层的无线电波。

该实验的目标是通过分析到达地球的信号，深入了解遥远的宇宙现象。

然而，这些信号——一种无线电波的形式——似乎是来自地平线以下，而不是从冰面反射回来的，这种信号的来源无法解释，可能暗示着一些科学上以前未知的新粒子或相互作用。

“我们检测到的无线电波是以非常陡峭的角度发射的，约为低于冰面30度，”参与ANITA团队寻找神秘粒子中微子信号的斯蒂芬妮·维塞尔副教授（物理学、天文学和天体物理学）说。

她解释说，根据他们的计算，这个异常信号必须穿过数千公里的岩石并与之相互作用，才能到达探测器，这应该导致无线电信号无法被探测，因为它会被岩石吸收。

“这是一个有趣的问题，因为我们至今仍没有找到这些异常现象的解释，但我们知道的是，它们很可能并不是中微子，”维塞尔说。

中微子是一种没有电荷且质量最小的亚原子粒子，在宇宙中非常丰富。它们通常由高能量的源如太阳或重大宇宙事件如超新星甚至大爆炸发射，中微子信号几乎无处不在。然而，Wissel解释说，这些粒子的问题在于它们非常难以探测。

“在任何时刻，十亿个中微子正穿过你的指甲，但中微子并不真正相互作用，”她说。“所以，这就是个双刃剑的问题。如果我们探测到它们，这意味着它们在没有与其他任何东西相互作用的情况下走了这么远。我们可能正在探测来自可观测宇宙边缘的中微子。”

分析显示，其他探测器没有记录到任何能解释ANITA探测到的信号的内容，这使得研究人员将这个信号称为‘异常’，这意味着导致该信号的粒子不是中微子，Wissel解释说。

这些信号不符合粒子物理学的标准模型，尽管有几种理论表明这可能是暗物质的一个线索，但她说，IceCube和Auger缺乏后续观测确实缩小了可能性。

宾州州立大学已经建立了探测器并分析了近十年来的中微子信号，Wissel解释说，她的团队目前正在设计和建造下一个大型探测器。

新的探测器名为PUEO，将更大并且更擅长探测中微子信号，希望能弄清楚这个异常信号到底是什么。

“我的猜测是，在冰层附近以及地平线附近发生了一些有趣的无线电传播现象，我对此并不完全理解，但我们确实探索了其中的一些，到目前为止，我们还没有找到任何这些现象，”威塞尔说。“所以，现在这依然是一个悬而未解的谜团，我很兴奋，当我们飞行PUEO时，我们将有更好的灵敏度。原则上，我们应该能捕捉到更多的异常现象，也许我们能真正理解它们是什么。我们也可能会探测到中微子，这在某种程度上会更让人兴奋。”