科学家说，在南极洲上空探测到的神秘无线电脉冲可能是一种奇异新粒子的证据“我们仍然无法解释这些异常是什么。”

一个宇宙粒子探测器从南极洲的冰层中发现了一阵奇怪的无线电信号，目前无法解释。科学家们说，这些结果可能暗示了新粒子的存在，或者目前物理学未知的粒子之间的相互作用。这些神秘的射电脉冲是在地球上空约 25 英里（40 公里）处被南极脉冲瞬态天线 （ANITA） 实验拾取的。ANITA 是一系列漂浮在南极洲上空的仪器，由气球携带，旨在探测超高能 （UHE） 宇宙中微子和其他宇宙射线从太空撞击地球。ANITA 通常在从南极洲的冰层反射时接收到信号，但这些脉冲不同，它们来自地平线以下，方向目前无法用粒子物理学解释。

“这是一个有趣的问题，因为我们实际上仍然没有解释这些异常是什么，”ANITA 团队成员、宾夕法尼亚州立大学研究员斯蒂芬妮·维塞尔 （Stephanie Wissel） 在一份声明中说。“我们所知道的是，它们很可能不代表中微子。”

ANITA 检测到的无线电波以非常陡峭的角度定向，在冰面以下 30 度。

这意味着信号必须穿过数千英里的岩石才能到达 ANITA。这应该会导致相互作用，使无线电脉冲太微弱而无法检测到，但显然这并没有在这里发生。

ANITA 得到了一个新的宇宙幽灵的暗示

这个信号的明显嫌疑人是中微子。毕竟，ANITA 旨在捕捉这些颗粒的特征。中微子被非正式地称为“幽灵粒子”，因为它们不带电荷并且几乎无质量。

因此，当中微子（也是宇宙中最丰富的粒子）在被强大的宇宙事件发射后以接近光速的速度流过宇宙时，它们可以在物质中“相位”，几乎不相互作用。

这意味着它们在穿越许多光年后保持不变，使它们成为令人难以置信的“信使”，可以向科学家传授发射它们的事件。然而，这种幽灵般的性质也使中微子难以探测。

“任何时候都有 10 亿个中微子穿过你的缩略图，但中微子并没有真正相互作用，”Wissel 说。“所以，这就是双刃剑的问题。如果我们检测到它们，则意味着它们已经一路旅行，没有与其他任何东西互动。我们可能正在探测到来自可观测宇宙边缘的中微子。

幸运的是，即使是在中微子穿过地球时捕捉到它也可以揭示丰富的信息。

因此，对于像 Wissel 这样的科学家来说，设计复杂的实验并将它们带到地球的偏远地区或将它们放置在地下深处以期摧毁宇宙幽灵是非常值得的。

“我们使用射电探测器来尝试建造非常非常大的中微子望远镜，这样我们就可以追求相当低的预期事件率，”Wissel 说。

就这样一种仪器，ANITA 漂浮在南极洲的冰面上 25 英里处，远离其他干扰信号的可能性，寻找所谓的“冰雨”。

“我们将天线对准冰层，寻找在冰层中相互作用的中微子，产生无线电发射，然后我们可以在探测器上感应到，”Wissel 继续说道。

这些冰雨是由一种称为 tau 中微子的特殊“味道”引起的，它撞击冰并相互作用产生一种称为 tau 轻子的子粒子。它迅速衰减成包含更小成分颗粒的“风雨”。区分风淋和冰淋可以揭示初始相互作用粒子的特征和该粒子的起源。Wissel 将这种策略比作使用弹跳球的角度将其追溯到其初始路径。但是，由于这些新检测到的信号的角度比当前物理模型允许的更锐利，因此在这种情况下无法进行回溯过程。更令人困惑的是，其他中微子探测器，如 IceCube 实验和 Pierre Auger 天文台，没有检测到任何可以解释这些信号和向上的风雨的东西。因此，ANITA 研究人员宣布这些信号是“异常的”，确定它们不是中微子的结果。因此，这些信号可能预示着某种新事物，甚至可能是暗物质的暗示，暗物质是一种神秘的宇宙“物质”，约占宇宙物质含量的 85%。

进一步的答案可能要等待中微子探测的“下一件大事”，即宾夕法尼亚州立大学目前正在开发的更大、更灵敏的超高能观测有效载荷 （PUEO） 仪器。

“我的猜测是，一些有趣的无线电传播效应发生在冰附近和地平线附近，我不完全了解，但我们肯定探索了其中的几个，我们也还没有找到其中的任何一个，”Wissel 说。“所以，现在，这是这些长期存在的谜团之一，我很高兴当我们乘坐 PUEO 时，我们将拥有更好的灵敏度。

“原则上，我们应该发现更多的异常情况，也许我们真的会了解它们是什么。我们还可能检测到中微子，这在某些方面会更令人兴奋。

该团队的研究于 3 月在线发表在《物理评论快报》杂志上。