Een nieuw onderzoeksartikel, mede geschreven door een assistent-professor natuurkunde van Virginia Tech, biedt een nieuwe verklaring voor twee recente vreemde gebeurtenissen die zich op Antarctica hebben voorgedaan:hoogenergetische neutrino's die uit eigen beweging uit de aarde lijken te komen en naar de hemel vliegen.

De anomalieën deden zich voor in 2016 en 2018 en werden ontdekt door wetenschappers die op zoek waren naar ultrahoge-energetische kosmische straling en neutrino's die uit de ruimte kwamen. allemaal gevolgd door een reeks radioantennes die zijn bevestigd aan een ballon die ongeveer 37 mijl boven de Zuidpool zweeft. Neutrino's zijn buitengewoon kleine deeltjes, op verschillende manieren gemaakt, inclusief exploderende sterren en gammaflitsen. Ze zijn overal in het universum en zijn klein genoeg om door zowat elk object te gaan, van mensen om te leiden tot gebouwen en de aarde zelf.

De gebeurtenissen werden ontdekt door wetenschappers van het ANITA-experiment - dat is een afkorting voor Antarctic Impulsive Transient Antenna, begon in 2006 - op de Zuidpool. Tweemaal, ANITA-wetenschappers ontdekten radiosignalen die lijken op zeer energetische neutrino's die schijnbaar vanzelf uit de grond omhoog komen. Wetenschappers blijven verbijsterd door de activiteit, met tot dusverre zo'n 40 artikelen die totaal verschillende antwoorden gaven - de pulsen zijn neutrino's die ongehinderd door de hele kern van de aarde gingen en uit de grond kwamen; de pulsen zijn het lang gezochte "vierde" neutrino dat bekend staat als het steriele neutrino; de mysterieuze 'donkere materie' van de ruimte is de schuldige; of dit is een volledig onbekende grens van deeltjes- en/of astrofysica die smeekt om een ​​Nobelprijs.

Ian Schoenmaker, een assistent-professor bij de afdeling Natuurkunde en het Centrum voor Neutrino-fysica, beide onderdeel van het Virginia Tech College of Science, heeft een andere, eenvoudiger uitleg. In een recent artikel gepubliceerd in het tijdschrift Annalen van Glaciologie, Shoemaker en verschillende collega's stellen dat de anomalieën niet van neutrino's zijn, maar zijn slechts onomkeerbare weerspiegelingen van de ultrahoge energetische kosmische stralen die vanuit de ruimte aankomen - het ijs van de bovenste laag missen - en vervolgens de grond binnendringen, opvallend diep, samengeperste sneeuw bekend als firn.

"We denken dat ondergrondse firn de boosdoener is, " zei Schoenmaker, toevoegend dat "firn iets is tussen sneeuw en gletsjerijs. Het is samengeperste sneeuw die niet zo dicht genoeg is om ijs te zijn. Dus, je kunt dichtheidsinversies hebben, met bereiken waar je van hoge dichtheid terug naar lage dichtheid gaat, en die cruciale soorten interfaces waar deze reflectie kan plaatsvinden en deze gebeurtenissen zou kunnen verklaren."

Schoenmaker werd op het papier vergezeld door zijn voormalige Ph.D. adviseur, Alexander Kusenko van de afdeling Natuur- en Sterrenkunde van de Universiteit van Californië in Los Angeles; Andrew Romero-Wolf, een lid van het ANITA-team en een onderzoeker aan het Jet Propulsion Laboratory van het California Institute of Technology; en vier andere onderzoekers, waaronder twee glaciologen:Dustin Shroeder van Stanford University en Martin Siegert van Imperial College London.

Noem het een geval van het scheermes van Occam (dat is de eeuwenoude theorie dat de eenvoudigste oplossing waarschijnlijk de juiste is, voor degenen die filosofie hebben overgeslagen op de universiteit), maar Shoemaker houdt ANITA niet voor de gek. "Wat ANITA ook heeft gevonden, het is zeer interessant, maar het is misschien geen Nobelprijswinnende ontdekking op het gebied van deeltjesfysica." Maar hij verwerpt niet dat de zogenaamde anomalieën geen wetenschappelijke waarde hebben. "ANITA had nog steeds iets interessants kunnen ontdekken over glaciologie in plaats van deeltjesfysica, het kan zijn dat ANITA enkele ongewone kleine gletsjermeren heeft ontdekt."

Onderglaciale meren waren een andere overweging van Shoemaker en zijn team voor de reflecties. deze meren, diep ondergrond, Hoewel, liggen volgens huidig ​​onderzoek te ver uit elkaar, en zijn daarom niet de meest waarschijnlijke verklaring. Maar als er veel meer meren zijn dan voorheen bekend was, deze ontdekking zou een grote overwinning zijn voor wetenschappers die het landschap en het binnenland van Antarctica bestuderen. Shoemaker en zijn team suggereren dat wetenschappers doelbewust radiosignalen in de gebieden blazen waar de anomalieën zich voordeden.

"Ik wist niets over hen, maar ze bestaan ​​echt Schoenmaker zei over subgletsjermeren op Antarctica. "Er zijn meren onder het ijs op Antarctica, en die zouden de juiste reflecterende eigenschappen hebben, maar ze zijn niet wijdverbreid genoeg. Ons idee is dat een deel van de radiopuls van een kosmische straal diep in het ijs kan komen voordat het weerkaatst, dus je kunt de reflectie hebben zonder de faseomslag. Zonder de golf te keren, in dat geval, het ziet er echt uit als een neutrino."

Schoenmaker voegde eraan toe dat, "Als kosmische stralen, of neutrino's, door ijs gaan met zeer hoge energieën, ze verspreiden zich over materialen in het ijs, op protonen en elektronen, en ze kunnen een radio-uitbarsting maken, een groot mooi radiosignaal dat wetenschappers kunnen zien. Het probleem is dat deze signalen de radiopulskarakteristiek hebben van een neutrino, maar ze lijken veel meer te doorkruisen dan op basis van de bekende natuurkunde mogelijk is. Gewone neutrino's doen dit gewoon niet. Maar kosmische straling bij deze energieën komt veel voor en is door velen gezien, veel experimenten."