ARA na ledu. Kredit: WIPAC.

Arménský fyzik Gurgen Askaryan v roce 1962 předpověděl, že vysokoenergetické částice procházející hustým dielektrickým materiálem, jako je třeba lunární regolit, sůl nebo led, by měly vytvářet specifické spršky rádiových vln. Když taková částice zasáhne atom, spustí kaskádu sekundárních částic, která „strhává“ elektrony z okolního materiálu. Kaskáda s převažujícím záporným nábojem vyzařuje rádiové vlny.

Gurgen Askaryan. Kredit: Vahan Senekerimyan, Wikimedia Commons.

Askaryanovo záření, které je vlastně podobné Čerenkovovu záření, se již podařilo potvrdit v laboratorních experimentech a vědci ho zaznamenali i v atmosféře. Pozorování v ledu se však ukázalo jako mnohem tvrdší oříšek.

Vědci před časem postavili poblíž jižního pólu experiment Askaryan Radio Array (ARA), který to měl dokázat. Tvoří ho pět stanic, z nichž každá je vybavena rádiovými anténami spuštěnými do hloubky 150 až 200 metrů pod povrchem do ledu. Experiment se rozkládá na ploše zhruba dvou kilometrů.

Experiment ARA na povrchu. Kredit: ARA Collaboration.

Během kampaně v roce 2019, která trvala 208 dní, zaznamenal tým ARA celkem 13 výrazných událostí. Šlo o krátké rádiové pulzy, které přicházely z vnitřku ledu a jejich původ nebyl na první pohled jasný. Následné analýzy ukázaly, že vlastnosti těchto signálů, jejich směr, frekvenční spektrum, tvar vlny i orientace elektrického pole, přesně odpovídají předpovědím pro Askaryanovo záření vznikající při dopadu kosmického záření do ledu.

Tým ARA dospěl ke statistické významnosti 5,1 sigma, což v poněkud záhadné fyzikální hantýrce znamená, že to mají. Jinými slovy, detektory zavrtané hluboko v antarktickém ledu zachytily první experimentální důkaz Askaryanova záření mimo laboratoř a atmosféru. Experiment ARA, který ve skutečnosti pátrá po neutrinech, protože se rovněž projevují Askaryanovým zářením, potvrdil, že funguje dle očekávání, a že by v pořízených datech měla být i neutrina.

Video: How does Cerenkov radiation work?

Literatura

Phys.org 26. 4. 2026.

Physical Review Letters 136: 151003.