Antarktika'nın derinliklerinden gelen ve bilimin ne olduğunu bilmediği garip ses

2016-2018 yılları arasında Antarktika üzerinde uçan bir kozmik parçacık dedektörü, bilim dünyası için endişe verici bir olguyu yakaladı.

Antarktika Darbe Geçiş Anteni (ANITA), balonlar tarafından 40 kilometre yükseklikte taşınan bir dizi anten, normalde olduğu gibi buzdan yansımak yerine ufkun altından gelen radyo sinyallerini kaydetti. Yani, parçacık fiziğinin bilinen prensipleriyle uyumsuz bir yönelimle Antarktika buzunun içinden geçtiler.

Arjantin'deki Pierre Auger Gözlemevi'nden 15 yıllık kozmik veriyi kullanan Physical Review Letters dergisinde yayınlanan bir çalışmaya göre, bu sonuçların elde edilmesinden yaklaşık on yıl sonra, bunun yeni bir fiziğin veya tamamen bilinmeyen parçacıkların varlığına işaret edebileceği düşünülüyor.

Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nde fizik, astronomi ve astrofizik alanında doçent ve ANITA ekibinde araştırmacı olarak görev yapan Stephanie Wissel, "Tespit ettiğimiz radyo dalgaları buz yüzeyinin yaklaşık 30 derece altında , oldukça dik açılardaydı." şeklinde açıklıyor.

Bu görünüşte teknik ayrıntı bir imkansızlığı gizliyor: ANITA'ya o yönelimde ulaşmak için sinyallerin 6.000 ila 7.000 kilometrelik katı kayadan geçmesi gerekiyordu. Herhangi bir radyo dalgasının o yeraltı yolculuğu sırasında tamamen emilmesi ve bu sayede tespit edilemez hale gelmesi gerekiyordu . Yine de oradaydılar, net ve güçlüydüler.

Wissel bir basın açıklamasında, "Bu ilginç bir sorun çünkü bu anormalliklerin ne olduğuna dair hâlâ bir açıklamamız yok" diye itiraf ediyor.

ANITA dedektörü, madde içerisinden çok az etkileşimle geçebilme kabiliyetleri nedeniyle "hayalet parçacıklar" olarak bilinen, neredeyse eterik parçacıklar olan nötrinoları arar.

Nötrinolar ise evrenin olağanüstü habercileridir. Süpernovalar veya hatta Büyük Patlama gibi şiddetli kozmik olaylarda doğarlar, evrende ışık hızına yaklaşan hızlarda seyahat ederler ve hayaletler gibi gezegenlerin içinden geçerler. Wissel'e göre, " herhangi bir anda baş parmağınızın tırnağından geçen bir milyar nötrino vardır."

Gizem, ANITA'nın Antarktika üzerinde yüzmesinin sebebi, bu donmuş kıtanın mükemmel bir laboratuvar olması, parazitlerden uzak olması ve doğal bir dedektör görevi gören geniş buz kütlelerine sahip olmasıdır. Başlangıçta şüphe, buzla çarpıştıklarında "buz duşları" adı verilen radyo emisyonları üretebilen ve hızla bir "hava duşu"na dönüşen ikincil bir parçacık -tau lepton- üretebilen tau nötrinolarına yöneldi .

Bu tür olaylar, bir topun yörüngesinin zıpladığı açıdan çıkarılabilmesi gibi, kökenlerini belirlemek için analiz edilebilir. Ancak bu durumda, açı o kadar alışılmadıktı ki aynı ilke uygulanamadı.

Rahatsız edici olan şey, anormal sinyallerin diğer dedektörler tarafından algılanmamış olmasıdır. Ne prestijli IceCube Deneyi ne de Pierre Auger Gözlemevi, bu büyüklükteki olaylara eşlik etmesi gereken yukarı doğru hava duşlarını tespit etti .

Araştırmacılar tüm geleneksel açıklamaları dışladı. Sinyaller "güçlü yatay polarizasyon, ancak yansıyan darbeler için beklenen kutupluluk tersine çevrilmesi olmadan" gösteriyor , bilinen hiçbir olguyla uyuşmayan özellikler.

Sonuç olarak, bilim camiası şunu soruyor: Bunlar bilinmeyen özelliklere sahip nötrinolar mıydı? Yeni etkileşimler miydi? Yoksa tamamen farklı bir şey miydi, karanlık madde gibi, evrenin %85'ini oluşturan ancak henüz doğrudan tespit edemediğimiz görünmez madde biçimi ?

Ancak yeni çalışmanın analizleri, en azından şimdilik, bu hipotezi zayıflatıyor gibi görünüyor. Wissel yorum yapıyor: "Tahminimce, buzun yakınında ve ayrıca ufka yakın bir yerde, tam olarak anlayamadığım ilginç bir radyo yayılım etkisi meydana geliyor."

Cevap, şu anda geliştirilmekte olan ANITA'nın halefi olan PUEO (Ultra Yüksek Enerji Gözlemleri için Yük) ile gelebilir. Bu yeni dedektör daha büyük ve daha hassas olacak, daha zayıf sinyalleri tespit edebilecek ve bilim insanlarının umuduyla sonunda gizemi çözecek.

"PUEO'yu uçurduğumuzda, gelişmiş bir hassasiyete sahip olacağımız için heyecanlıyım," diye açıklıyor Wissel. "Prensip olarak, daha fazla anormallik tespit etmeliyiz ve belki de bunların ne olduğunu anlayabiliriz."

Bu arada, Antarktika'dan gelen anormal sinyaller çözülmemiş bilimsel bilmeceler listesine ekleniyor. Wissel'in de kabul ettiği gibi, " şu anda, bu, dünyanın dört bir yanındaki fizikçileri tetikte tutan uzun süredir devam eden gizemlerden biri ."