Ραδιοπαλμοί από τον πάγο: Μήπως αγγίξαμε τα όρια της γνωστής φυσικής;

 Μια εντυπωσιακή ανακάλυψη στα παγωμένα ύψη της Ανταρκτικής προκαλεί έντονο επιστημονικό ενδιαφέρον και προβληματισμό. Το πείραμα ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) της NASA, το οποίο πετά με αερόστατο σε υψόμετρο περίπου 37 χιλιομέτρων πάνω από τον Νότιο Πόλο, κατέγραψε ανεξήγητους ραδιοπαλμούς – όχι από το διάστημα, αλλά από το εσωτερικό του παγωμένου υπεδάφους.

Οι καταγραφές έγιναν σε δύο διαφορετικά χρονικά σημεία, το

2006 και το 2014, και σε αμφότερες τις περιπτώσεις οι παλμοί έφτασαν περίπου 30 μοίρες κάτω από τον ορίζοντα. Σύμφωνα με τη συμβατική φυσική, ένα σήμα τέτοιας γωνίας δεν θα μπορούσε να επιβιώσει διασχίζοντας χιλιάδες χιλιόμετρα βράχου και πάγου χωρίς να απορροφηθεί πλήρως. Κι όμως, οι παλμοί καταγράφηκαν.

Τα νετρίνα

Αρχικά, οι επιστήμονες υποψιάστηκαν ότι πρόκειται για νετρίνα τύπου tau, υποατομικά σωματίδια που είναι γνωστά για την ικανότητά τους να διαπερνούν την ύλη σχεδόν ανεπηρέαστα. Ωστόσο, όπως εξηγεί η φυσικός Stephanie Wissel από το Πανεπιστήμιο Penn State, τα νετρίνα δεν μπορούν να εξηγήσουν την παρατήρηση: το υλικό που θα έπρεπε να διασχίσουν είναι υπερβολικά πολύ, και το σήμα θα είχε ουσιαστικά «σβήσει».

Προσπάθειες συσχέτισης με φαινόμενα όπως σουπερνόβες ή δεδομένα από άλλα παρατηρητήρια (όπως το Pierre Auger στην Αργεντινή) δεν απέδωσαν καρπούς. Το αποτέλεσμα: το φαινόμενο δεν συνδέεται με γνωστά κοσμικά γεγονότα και το σήμα δεν συμπεριφέρεται σαν οτιδήποτε έχουμε ξαναδεί.

Ποια είναι τα πιθανά σενάρια;

Η επιστημονική κοινότητα παραμένει επιφυλακτική, αλλά ταυτόχρονα γοητευμένη. Τρία είναι τα επικρατέστερα σενάρια:

• Νέο υποατομικό σωματίδιο ή άγνωστο κοσμικό αντικείμενο, που μπορεί να αλληλεπιδρά με τον πάγο με τρόπο που δεν έχει προβλεφθεί από τη σύγχρονη φυσική.
• Πρωτοφανές φαινόμενο διάδοσης ραδιοκυμάτων: η δομή του πάγου μπορεί να προκαλεί ενίσχυση, ανάκλαση ή διάθλαση του σήματος, με τρόπο που δεν έχει ακόμα κατανοηθεί πλήρως.
• Τεχνικό σφάλμα ή σφάλμα βαθμονόμησης των οργάνων. Αν και τίποτα δεν έχει αποδειχθεί, αυτή η εκδοχή δεν έχει αποκλειστεί.

Επιστημονική κινητοποίηση και επόμενα βήματα

Η διεθνής κοινότητα οργανώνει πλέον σειρά πειραμάτων για να επαληθεύσει ή να διαψεύσει τα ευρήματα του ANITA. Το επερχόμενο πείραμα PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations) φιλοδοξεί να προσφέρει υψηλότερης ακρίβειας δεδομένα.

Ταυτόχρονα, παρατηρητήρια όπως το IceCube στην Ανταρκτική αναμένεται να παίξουν κρίσιμο ρόλο, μέσω ταυτοποίησης ή αποκλεισμού της προέλευσης των παλμών.

Η διεθνής κοινότητα οργανώνει πλέον σειρά πειραμάτων για να επαληθεύσει ή να διαψεύσει τα ευρήματα του ANITA. Το επερχόμενο πείραμα PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations) φιλοδοξεί να προσφέρει υψηλότερης ακρίβειας δεδομένα.

Ταυτόχρονα, παρατηρητήρια όπως το IceCube στην Ανταρκτική αναμένεται να παίξουν κρίσιμο ρόλο, μέσω ταυτοποίησης ή αποκλεισμού της προέλευσης των παλμών.

Ένα ακόμη βήμα είναι η προσομοίωση της διάδοσης ραδιοκυμάτων στον πάγο, υπό ακραίες συνθήκες, ώστε να διαπιστωθεί αν η γεωφυσική δομή του παγετώνα μπορεί να παγιδεύει ή να ενισχύει τέτοια σήματα.

Πιθανές επιπτώσεις για τη Φυσική και την τεχνολογία

Αν επιβεβαιωθεί ότι πρόκειται για νέα μορφή φυσικής, τότε ανοίγονται εντελώς νέοι δρόμοι:

• στην ανακάλυψη άγνωστων στοιχειωδών σωματιδίων,
• στην κατανόηση της συμπεριφοράς ραδιοκυμάτων σε παγωμένα μέσα,
• και στη βελτίωση τεχνολογιών για γεωλογική χαρτογράφηση, τηλεπισκόπηση και ραδιοαστρονομία.

 

Ακόμη και αν το φαινόμενο αποδοθεί σε κάποια ιδιότητα του πάγου, αυτό θα μπορούσε να προωθήσει την ραδιογλασιολογία, επιτρέποντας πιο ακριβή χαρτογράφηση των δομών κάτω από τους παγετώνες της Γης ή ακόμη και των πάγων άλλων πλανητών.

Από το newsbomb