奇异的宇宙射线正在从南极射出,物理学家无法解释

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奇异的宇宙射线正在从南极射出,物理学家无法解释

(艾玛·菲亚拉)就在十多年前,美国宇宙开发协会下属的研究人员开始观察宇宙射线从地球上喷涌而下。在南极洲的实验中,物理学家发现了一些无法解释的东西,这些东西可以改变我们认为我们对物理学的了解。

南极脉冲瞬态天线(ANITA)的气球实验始于2006年,当时这个气球在南极洲的冰面上盘旋了一个月。通过使用传感器,ANITA开始探测到高能中微子与下面的冰原相互作用。

中微子是独一无二的,因为它们在宇宙中传播时不会失去能量。正因为如此,中微子能够让人类窥视宇宙的广袤,否则它们就不可能存在了。

Motherboard 认为,苏联物理学家Gurgen Askaryan曾经认为,"当高能粒子与一种密集的介质介质(一种绝缘材料)相互作用时,它会产生二次带电粒子的阵雨,这些粒子的辐射可以通过标准的射电天线探测到。这种相互作用,现在被称为Askaryan效应,允许物理学家通过观察其次级效应来检测几乎不与正常物质(如中微子)相互作用的粒子。

在ANITA在南极的时候,它发现从来没有看到过"向上的宇宙射线事件"检测到的射线是水平平面的偏振,这可能表明它们并非起源于太空。这些事件的检测意味着,自从我们开始使用复杂的粒子加速器以来,一种新型粒子可能被复杂的粒子加速器所发现。

多亏了标准模型,物理学家们已经知道宇宙射线能够到达并穿透地球。 然而,根据这个模型,这些射线不应该能够穿过我们的星球。 那么,ANITA 测量的来自地球的异常高能粒子也是如此,还是它们实际上是经过地球的?

一些存在于标准模型之外的现有物理模型涉及到这样的理论: 宇宙射线和冰之间的相互作用实际上会产生微小的黑洞,而这些黑洞会打开成小的维度。 安妮塔的第一个任务并没有探测到黑洞,但它确实探测到了 Askaryan 效应。

上周,一组研究人员发表了一个关于 ANITA 测量的新理论。 这个由宾夕法尼亚州立大学物理学家德里克 · 福克斯领导的研究小组认为,ANITA 可能已经发现了一种完全不属于标准物理模型的粒子的证据。

只要我们一直在使用标准模型,它就是成功的,但是它还不能解释所有的事情。 例如,引力和宇宙的加速膨胀之类的东西并没有被模型充分解释。 这就是超越标准模型(BSM)的物理学。 其中一些理论包括弦理论和额外维度。

福克斯的理论依赖于一种称为超对称的 BSM。 "我们认为,如果 ANITA 事件的解释正确,那么他们需要超出标准模型粒子,"福克斯告诉 Motherboard。 "这种粒子的可能性至少在某些方面与某些超对称模型中的 stau 的预测性质相一致。"

为了进一步深入探究这些向上的宇宙射线时的未知,它们也必须在其他地点观察到。 福克斯和他的同事们在分析北极 IceCube微中子观测站的数据时迈出了第一步。 尽管探测系统存在差异,但在数据中发现了三个事件,这些事件类似于 ANITA 在南极洲观测到的宇宙射线。

福克斯的理论只是对 ANITA 数据的一种解释。 第四个 ANITA 任务是在2016年发射的,研究人员希望它的数据,一旦完全分析,将揭示这些不寻常的宇宙射线的额外例子。

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原文:https://stillnessinthestorm.com/2018/10/bizarre-cosmic-rays-are-shooting-out-of-antarctica-and-physicists-cant-explain-it/

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