Záhadné částice vylétající z antarktického ledu by mohly otřást fyzikou  
Poprask na jižním pólu! Pozoruhodné antarktické experimenty ANITA a IceCube hlásí velmi podezřelé detekce vysokoenergetických částic, které podle všeho proletěly skrz Zemi. To je divné a mohlo by to znamenat doposud neznámé částice. Vše je zatím otevřené, ale svět částicové fyziky zbystřil.
Balon experimentu ANITA se připravuje ke startu. Kredit: NASA.
Balon experimentu ANITA se připravuje ke startu. Kredit: NASA.

Z ponurého antarktického ledu se vynořuje něco tajemného. Není to začátek sci-fi hororu, ale momentální stav věcí v částicové fyzice, které by mohly pořádně zatřást Standardním modelem. Vědci zatím nevědí, co to vlastně je. Podle všeho jde o nějakou komponentu kosmického záření, která si sviští vesmírem a bombarduje vše, co mu stojí v cestě. A proletí skrz Zemi.

 

Derek Brindley Fox. Kredit: Pennsylvania State University.
Derek Brindley Fox. Kredit: Pennsylvania State University.

V Antarktidě vylétají ven nějaké vysokoenergetické částice, které předtím nejspíš přiletěly vesmírem, projely Zemí jako máslem, a pak zase míří dál, do vesmírného nekonečna. Jenomže to je problém. Neznáme částice, které by takovému chování odpovídaly. Víme o nízkoenergetických neutrinech, která klidně proletí kilometry horniny, aniž by si toho všimla. Ale vysokoenergetická neutrina a další známé vysokoenergetické částice přiletí a prakticky vždy se okamžitě s něčím srazí. Co víme, tak nikdy neproletí skrz Zemi.

 

Neutrinová observatoř IceCube. Kredit: IceCube Neutrino Observatory.
Neutrinová observatoř IceCube. Kredit: IceCube Neutrino Observatory.

Nicméně, od března 2016 zaznamenal experiment NASA jménem ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) dvě události s vysokoenergetickým kosmickým zářením, které ale podle všeho přiletělo skrz Zemi. ANITA je rozkošný experiment, který zahrnuje anténu instalovanou na balonu, co létá nad Antarktidou. Experiment je přitom vymyšlený tak, že by měl lovit kosmické záření z vesmíru. Když postupně detekoval dvě vysokoenergetické částice kosmického záření, které k balonu zjevně přiletěly skrz planetu, tak to vzbudilo ohromný rozruch.

 

Fyzici samozřejmě nelení a vymýšlejí možná vysvětlení. Nabízejí podivuhodné částice, včetně kandidátů na temnou hmotu, jako jsou například sterilní neutrina. Zatím se každopádně zdá, že experiment ANITA mohl ulovit částice, které nejsou ze Standardního modelu. Zároveň ale stále není vyloučeno, že ANITA narazila na něco obyčejnějšího, co by neznamenalo novou fyziku.

 

Tým experimentu ANITA vyzvedává zařízení po úspěšném letu. Kredit: Australian Antarctic Division.
Tým experimentu ANITA vyzvedává zařízení po úspěšném letu. Kredit: Australian Antarctic Division.

Jenže, v těchto dnech se na preprintovém serveru arXiv objevil výzkum Dereka Foxe z Pensylvánské státní univerzity a jeho spolupracovníků, kteří tvrdí, že ve skutečnosti víme o více případech, kdy vysokoenergetická částice vylétla z antarktického ledu vzhůru. Tři takové události podle nich detekovala antarktická neutrinová observatoř IceCube. Zatím je ale nikdo nespojoval s úlovky experimentu ANITA. Fox a spol. spočítali, že šance na to, aby šlo o částice ze Standardního modelu, je menší než 1 ku 3,5 milionům. Řečeno roztomilým žargonem fyzikální statistiky, mají to na 5,8 až 7,0 sigma, podle způsobu výpočtu. To je dost slušné.

 

Foxův tým zvážil všechny známé možnosti a nakonec dospěl k názoru, že by mělo jít o supersymetrické částice. S největší pravděpodobností to prý jsou doposud čistě teoretické částice zvané stau sleptony. To by měli být supersymetričtí partneři tau leptonů neboli tauonů ze Standardního modelu. Foxův tip potvrzuje i řada dřívějších výzkumných publikací, které byly sepsány před objevením anomálií v experimentu ANITA. Teoretici v nich předpovídají, že by neutrinové observatoře, mimo jiné, mohly objevit právě i stau sleptony.


Zatím se ale ještě slavit nebude. Kolem údajných nových částic je spousta nejistoty. Zatím víme jenom to, že musejí jen velmi slabě interagovat s běžnými částicemi, jinak by jen těžko proletěly Zemí. Týmy kolem experimentů ANITA a IceCube budou sbírat další data jako zběsilé. Jde o hodně. Pokud by se potvrdilo, že ANITA s IceCube nalezly supersymetrii, tak to bude pořádná jízda s Nobelovkami. Vědci a umělé inteligence se také pustí do prohrabávání starších dat a budou v nich hledat podobné události. NASA vyjde lovcům nových částic vstříc a přislíbila jim více letů balonu experimentu ANITA. Situaci budeme nadále pečlivě sledovat. Třeba se nakonec v Antarktidě najde i temná hmota.

Video:  NASA-funded Balloon Recovered From Antarctica


Video: A Quest to Antarctica


Literatura
Live Science 26. 9. 2018, arXiv:1809.09615.

Datum: 27.09.2018
Tisk článku

Související články:

Pták Buk nejenergetičtějším neutrinem, které jsme chytili     Autor: Stanislav Mihulka (17.04.2014)
Extrémní neutrino poprvé vystopováno mimo Mléčnou dráhu     Autor: Stanislav Mihulka (25.04.2016)
Záhada vyřešena: Zdrojem extrémně energetických neutrin jsou blazary     Autor: Stanislav Mihulka (13.07.2018)



Diskuze:

A opět, superkavitace časoprostorem ?!?

Pavel Psenak,2018-10-24 13:37:09

Možná se jedná o tak rychle a extrémně urychlené částice, že zákony Standardního modelu fyziky "jaksi nejsou schopné zjistit" a zpětně reagovat na to, že tyto částice překonávaly rychlost světla (a tím u takto urychlených částic nestihne nastat efekt nárůstu hmotnosti nade všechny meze). Přitom tyto částice začnou v okamžiku překonávání mezní rychlosti superkavitovat časoprostorem a zapouzdří se do vlastní časoprostorové bubliny (defakto do vlastního mimoprostoru v rámci "vnějšího" časoprostoru, kterým superkavitují) a tím se mimořádně omezí interakce s okolním časoprostorem, kterým se taková bublina pohybuje způsobem v podstatě odpovídajícím opaku warpování. Pokud by se tato hypotéza blížila pravdě, tak by z toho plynula další i záležitost. Jednalo by se o složené objekty, které by se skládaly minimálně z urychlených částic a jejich vlastních časoprostorových pouzder, přičemž by časoprostorové pouzdro nemuselo obsahovat jen vlastní částici, ale i vakuum ve fázi odlišné od fáze vakua "vnějšího" časoprostoru. Při náhodné a mimořádně vyjímečné interakci takovýchto objektů s okolním světem by tak bylo asi dost těžké odlišit co bylo vlastně detekováno. Jestli samotná částice nebo právě se hroutící časoprostorové pouzdro nebo interkace právě osvobozené fáze vnitřního vakua s fází vnějšího vakua. Možná by bylo dobré se zamyslet i nad tím zda stále záhadná dualita vlna - částice není obdobným jevem, kdy hledáme jeden objekt tam, kde jich může být více spojených do jednoho komplexního objektu.

Odpovědět


Re: A opět, superkavitace časoprostorem ?!?

Pavel Psenak,2018-10-24 14:22:32

A pokud by takových částic zapouzdřených do vlastního mimoprostoru prolétalo okolo nás dostatečné množství mohlo by to mít co říct i do problémů okolo temné hmoty a energie.

Odpovědět


Re: Re: A opět, superkavitace časoprostorem ?!?

Miloš Zyma,2018-10-24 17:59:35

Ve chvílích laického fantazírování mě napadají podobné představy o neprázdném, jakýmisi velmi rychlými, dosud neidentifikovanými částicemi vyplněném vakuu. Tyto částice, pohybující se všemi směry a reagující se známou hmotou jen nepatrně, mohly by být zdrojem tlaku na hmotu, jako možné vysvětlení přitažlivě síly, která vznikne vlivem dílčího odstínění tohoto tlaku v prostoru mezi hmotnými tělesy. Podobně by se proudem částic nabízelo vysvětlení účinku elmg pole - viz čeřiny vzniklé ze železných pilin vystavených mgt poli.

Odpovědět

Jan Děták,2018-09-30 09:47:21

"Zatím víme jenom to, že musejí jen velmi slabě interagovat s běžnými částicemi, jinak by jen těžko proletěly Zemí" - Já teda o částicové fyzice moc nevím, ale něco mi říká, že čím vyšší energie, tím vyšší rychlost, čekal bych nějaké relativistické rychlosti a pak by se asi mělo počítat s kontrakcí délek. Chci tím říct, že čím vyšší bude mít ta částice rychlost, tím placatější pro ni budou částice, které cestou potká. A na nějakou interakci s nimi nebude mít dost času.

Odpovědět


Re:

Milan Krnic,2018-09-30 12:14:07

Bylo by skvělé dozvědět se více o vaší fantastické představě, stejně jako o tom něčem, co vám ji říká.

Odpovědět


Re:

Jiri Naxera,2018-10-19 12:55:27

Tak placatejsi budou, ale taky budou diky tomu mnohem hustejsi

Odpovědět

No nevim

Pavel Pelc,2018-09-28 10:36:35

Jestli byli jenom dve, tak se taky mohli jednoduse odrazit...

Odpovědět


Re: No nevim

Milan Krnic,2018-09-28 19:59:44

Vědci nad tím bezesné noci trávili, umělá inteligenci ani femtowatt nešetřila, a vy že "odrazit", ještě k tomu "jednoduse".

Odpovědět

Žeby úsvit nové fyziky?

Václav Dvořák,2018-09-27 23:33:01

No, bylo už načase!

Odpovědět


Re: Žeby úsvit nové fyziky?

Pavel Hudecek,2018-09-28 16:10:30

Jen se obávám, že lidovým myslitelům, co se nové fyziky často domáhají, se výsledek moc líbit nebude. Ke stávajícímu seznamu částic, jejichž názvy neumějí vyslovit, přibudou další (jedna je v článku jmenovaná) a do stávajícího seznamu interakcí možná přibude nějaká další, nad kterou budou neznalí kroutit hlavou, že je to proti "zdravému rozumu":-)

Odpovědět


Re: Re: Žeby úsvit nové fyziky?

Josef Hrncirik,2018-09-28 17:53:15

Dobrý.
Ale kolikrát více částic přiletělo přesně opačným směrem?
A proč by částice prolétající durchumdurch Ze mě koulí měla poprvé interagovat se spodním detektorem ?jak tlustým a vůbec jakého typu a potom se trefit do tenkého? horního detektoru a opět tam vzorně ?naprosto individuálně rozlišitelně ?mimo pouhou časovou koincidenci individuálně charakteristicky reagovat?
Má NSA M6 skutečně prokázánu individualitu min. na 5,8 si gma?.
Měří tedy bez problémů časy interakcí s chybou méně než 2,5.10**-15 (tj. pochopitelně též dráhy mezi interakcemi (i s hloubkou interakce a goniometrií)).
Blahopřeji!

Odpovědět


Re: Re: Re: Žeby úsvit nové fyziky?

Milan Krnic,2018-09-28 19:54:27

Vy na to všechno jdete moc materialisticky. Vedle v článku vyrobili magnetické pole, tady zase změřili časy a dráhy a kdo ví co ještě. Dneska (ne dneska, jako dneska, ale jako v době dnešní) se počítá. A buďme za to rádi, protože když se to umí spočítat, i nová fyzika bude.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Žeby úsvit nové fyziky?

Marek Zelenka,2018-09-30 13:40:55

Na druhou stranu, jakýkoliv výpočet bez možnosti empirického ověření se časem může ukázat jako zcela nesmyslný a po celou dobu jen udržovat chybovost. Zásadní přelomové objevy se téměř vždy udály v rozporu s tehdejší fyzikou a matematikou a šly proti ustáleným konceptům a bezmezné víry v ně :-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Žeby úsvit nové fyziky?

Vaclav Prochazka,2018-09-30 14:10:18

1) Čistě technicky. Jestli od r. 2016 zachytili jenom 2 extravagantní částice, nemohlo by se úplně čistě náhodou jednat o chybu měření? :-))

2) Čistě ekonomicky. Jestli od r. 2016 nic zajímavého neobjevili a chtějí aby je někdo dál platil, nedělají ten humbuk kolem té chyby měření (šumu přístroje atd.) jenom proto, aby na další rok dostali nějaký grant? :-)

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace