Tajemnicze sygnały wstrząsną współczesną fizyką

14.10.2018

Tajemnicze sygnały wstrząsną współczesną fizyką? | KopalniaWiedzy.pl

https://kopalniawiedzy.pl/ANITA-sygnal-supersymetria-IceCube-Antarktyka-Model-Standardowy,28906

1/5

Ta strona wykorzystuje pliki cookies. Pozostawiając w ustawieniach przeglądarki włączoną obsługę plików cookies wyrażasz zgodę na ich

użycie. Jeśli nie zgadzasz się na wykorzystanie plików cookies, zmień ustawienia swojej przeglądarki.

Rozumiem

wpisz szukaną frazę

w serwisie

Szukaj

Strona główna

Wiadomości

Astronomia/fizyka

Tajemnicze sygnały wstrząsną współczesną fizyką?

4 października 2018, 16:27 |

Astronomia/fizyka

Przed dwoma laty nad Antarktyką zarejestrowano zjawisko, którego fizycy wciąż nie potrafią jednoznacznie wyjaśnić.
Niewykluczone, że nie pasuje ono do Modelu Standardowego.

W marcu 2016 roku należący do NASA Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA), dryfujący nad Antarktyką balon z
anteną wykrywającą promieniowanie kosmiczne, zarejestrował dwa impulsy promieniowania kosmicznego, które...

14.10.2018

Tajemnicze sygnały wstrząsną współczesną fizyką? | KopalniaWiedzy.pl

https://kopalniawiedzy.pl/ANITA-sygnal-supersymetria-IceCube-Antarktyka-Model-Standardowy,28906

2/5

pochodziły z Ziemi. Od tamtej pory zaproponowano szereg wyjaśnień tego zjawiska. Mówiono o sterylnych neutrino i o
nietypowym rozkładzie ciemnej materii we wnętrzu Ziemi.

Astrofizycy z Penn State University opublikowali artykuł, w którym informują, że to, co zarejestrowała ANITA nie jest
jedynym zjawiskiem tego typu. Okazało się, że trzykrotnie podobne impulsy wykryło

IceCube

, umieszczone w lodzie

Antarktyki obserwatorium neutrin. Z artykułu autorstwa Dereka Foxa, Steinna Sigurdsonna i innych dowiadujemy się też,
że szansa, iż zaobserwowane zjawisko jest zgodne z Modelem Standardowym wynosi 1/3.500.000.

Fox, Sigurdsson i ich koledzy sprawdzili dane z innych detektorów, poszukując w nich sygnałów podobnych do tych, jakie
zarejestrowała ANITA. Gdy okazało się, że promieniowanie kosmiczne pochodzące z Ziemi zostało trzykrotnie
zarejestrowane przez IceCube, naukowcy zdali sobie sprawę, że wpadli na trop czegoś, co może zmienić współczesną
fizykę. To skłoniło mnie do poważnego przyjrzenia się danym z ANITA. Właśnie po to jest się fizykiem. By łamać modele,
ustalać nowe stałe, dowiadywać się o świecie czegoś, czego nie wiemy, mówi Fox.

Nawet jeśli Model Standardowy świetnie wyjaśnia nam szereg zjawisk, to ma on wiele luk. Na przykład nie pasuje do
niego istnienie ciemniej materii, masa neutrino czy asymetria materii i antymaterii we wszechświecie, mówi Seyda Ipek,
fizyk cząstek z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine.

Nadzieją na jakiś przełom w fizyce był Wielki Zderzacz Hadronów. Urządzenie wykryło bozon Higgsa, brakujący element
Modelu Standardowego, i na tym się skończyło. Tymczasem fizycy na całym świecie szukają nowych idei, które
pozwoliłyby lepiej zrozumieć wszechświat.

Teraz część naukowców twierdzi, że artykuł fizyków z Penn State dostarcza solidnych podstaw dających nadzieję, że w
końcu w fizyce wydarzy się coś nowego. Od samego początku było jasne, że jeśli wydarzenia zarejestrowane przez ANITA
są spowodowane cząstkami, które przebyły tysiące kilometrów przez naszą planetę, to cząstki te z bardzo dużym
prawdopodobieństwem nie należą do Modelu Standardowego, stwierdza Mauricio Bustamante, astrofizyk z Uniwersytetu
w Kopenhadze. Opublikowany artykuł to pierwsze solidne wyliczenie prawdopodobieństwa, które pokazuje, jak mało
możliwe jest, że mamy tu do czynienia z czymś, co zgadza się z Modelem Standardowym, dodaje. Podobnego zdania jest
Bill Louis, fizyk neutrino z Los Alamos National Laboratory.

Jeśli wspomniane sygnały pochodziłyby od cząstek z Modelu Standardowego, to cząstkami tymi byłyby neutrino. Żadne
inna cząstka nie przedostałaby się przez cały przekrój naszej planety. Jednak, jak mówi Louis, neutrino zdolne do
przelecenia przez przekrój Ziemi mają tak małą energię, że nie powinny zostać wykryte przez ANITA i IceCube. Te o
większych energiach, które mogłyby zostać zarejestrowane, zostałyby wcześniej przechwycone przez Ziemię. Zdaniem
Louisa artykuł z Penn State wskazuje, że to, co wywołało zarejestrowane sygnały jest zgodne z teorią o supersymetrii.

Zdaniem autorów artykułu, najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem pojawienia się zarejestrowanych sygnałów jest
istnienie sleptonów stau. Wedle teorii o supersymetrii są one supersymetrycznymi partnerami leptonów tau Modelu
Standardowego.
Louis dodaje, że na obecnym etapie badań tak dokładne wskazanie na konkretne cząstki jest nieco naciągane. Autorzy z
Penn State dokonali solidnych obliczeń wskazujących, że najprawdopodobniej żadna znana cząstka nie mogła przebyć
Ziemi w taki sposób, jak te zarejestrowane. Jednak wciąż nie ma całkowitej pewności. Na pewno zaś mamy za mało
danych, by wskazywać na konkretną cząstkę.

Fox zgadza się z tym, co mówi Louis. Jako obserwator nie mam możliwości definitywnego stwierdzenia, że to stau.
Analizowałem dane, próbując dowiedzieć się czegoś nowego o wszechświecie i trafiłem na dziwaczne zjawisko. Potem
wraz z kolegami przejrzeliśmy literaturę fachową, by sprawdzić, czy ktoś już tego nie wyjaśnił. Znaleźliśmy artykuły, w
tym jeden sprzed 14 lat, których autorzy przewidywali coś podobnego, dodaje.

Okazuje się, że niektórzy fizycy teoretycy przewidywali, iż sleptony stau mogą dawać takie właśnie sygnały w detektorach
neutrin. Jako, że prace te były pisane na długo zanim ANITA zarejestrowała sygnały, nie można wykluczyć, iż fizycy ci byli
na dobrym tropie.

Fox nie wyklucza, że jeśli naukowcy pracujący przy IceCube sięgną głębiej do swoich archiwów, to znajdą tam kolejne
sygnały, których wcześniej nie zauważono. Louis i Bustamante uważają, że NASA powinna przeprowadzić więcej badań za
pomocą ANITA i spróbować zarejestrować kolejne sygnały tego typu. Musimy być pewni, że zjawiska te nie są związane z
jakimiś nieznanymi nam czynnikami, na przykład z nierozpoznanymi właściwościami lodu Antarktyki. Potrzebujemy
kolejnych instrumentów, które wykryłyby podobne sygnały, mówi Bustamante.

Jeśli dokonane dotychczas obserwacje się potwierdzą, może okazać się, że ANITA może mieć większy wkład w naukę niż
Wielki Zderzacz Hadronów (LHC). Każdy przypadek zaobserwowania cząstek nienależących do Modelu Standardowego
będzie przełomem, gdyż pokaże nam, gdzie mamy poszukiwać fizyki spoza Modelu Standardowego. W LHC bardzo trudno
byłoby uzyskać i wykryć cząstki supersymetryczne, stwierdza Ipek. Naukowcy dodają, że dzięki danym z ANITA można
będzie ewentualnie tak dostroić LHC by Zderzacz zaczął badań supersymetryczne cząstki.

14.10.2018

Tajemnicze sygnały wstrząsną współczesną fizyką? | KopalniaWiedzy.pl

https://kopalniawiedzy.pl/ANITA-sygnal-supersymetria-IceCube-Antarktyka-Model-Standardowy,28906

3/5

Autor: Mariusz Błoński

Źródło:

, 5 października 2018, 03:50

11 hours ago, KopalniaWiedzy.pl said:
Jeśli wspomniane sygnały pochodziłyby od cząstek z Modelu Standardowego, to cząstkami tymi byłyby neutrino.
Żadne inna cząstka nie przedostałaby się przez cały przekrój naszej planety. Jednak, jak mówi Louis, neutrino o
energii pozwalającej na przemierzenie planety są tak rzadkie, że nie powinny zostać wykryte przez ANITA i IceCube

To nie całkiem tak...
Ale najpierw "przekrój czynny oddziaływania" (scattering cross section):

https://pl.wikipedia.org/wiki/Przekrój_czynny

Coby najprościej było (dla naszego przypadku): im mniejsza energia cząstki, tym mniejszy jej przekrój czynny, czyli
mniejsze prawdopodobieństwo oddziaływania.
No i teraz: "neutrino o energii pozwalającej na przemierzenie planety są tak rzadkie" - przeciwnie: jakieś 99,9999%

słonecznych neutrin bez problemu przelatuje przez całą Ziemię. Te neutrina mają zbyt małą energię (= przekrój
czynny), żeby zostały przechwycone w drodze przez Ziemię (z wyjątkiem minimalnej ilości), a tym bardziej nie mogłyby
one być zarejestrowane przez detektor ANITA . Ten detektor mógłby zarejestrować wyłącznie superenergetyczne
neutrina (duży przekrój czynny), ale takie wcześniej byłyby przechwycone przez Ziemię, zresztą praktycznie na jej
powierzchni (tej od strony Słońca, czyli przeciwnej do detektorów).
I na tym właśnie cała zabawa polega - ANITA zarejestrował wylatujące z Ziemi coś, czego by nie miał prawa
zarejestrować, gdyby tym czymś były neutrina.

Poleca

osób

14.10.2018

Tajemnicze sygnały wstrząsną współczesną fizyką? | KopalniaWiedzy.pl

https://kopalniawiedzy.pl/ANITA-sygnal-supersymetria-IceCube-Antarktyka-Model-Standardowy,28906

4/5

Przemek Kobel

, 5 października 2018, 09:03

16 hours ago, KopalniaWiedzy.pl said:
szansa, iż zaobserwowane zjawisko jest zgodne z Modelem Standardowym wynosi 1/3.500.000

Czyli, jeśli zanotowanoby 7 milionów takich zdarzeń idących od strony nieba i dwa od strony Ziemi, to wszystko byłoby
OK? Wiadomo jak to faktycznie wygląda w pomiarach?

tempik

, 5 października 2018, 09:03

4 godziny temu, ex nihilo napisał:
I na tym właśnie cała zabawa polega - ANITA zarejestrował wylatujące z Ziemi coś, czego by nie miał prawa
zarejestrować, gdyby tym czymś były neutrina.

Ciekawe czy zarejestrowali ten sam sygnał co IceCube, jakoś niejasno jest to opisane. Obserwacji trochę mało żeby
wykluczyć błąd. Do tego obserwacja pośrednia impulsu elektromagnetycznego wiązki cząstek po zderzeniu, może takie
impulsy nie mają tylko jednej przyczyny? Ale ja tam nic nie wiem, pewnie charakterystyka tych impulsów jest dokładnie
obliczona i bardzo egzotyczna w porównaniu z szumami które generuje skorupa ziemska i wszystko co na niej się
znajduje.

ex nihilo

, 5 października 2018, 11:31

Tu jest oryginał:

https://arxiv.org/pdf/1809.09615.pdf

thikim

, 5 października 2018, 16:02

No tak

Ale

pamiętam doniesienia o neutrinach szybszych od światła
O tym odkryciu już od miesięcy gdzieś tam się mówi ale nikt na razie głowy nie da że to jest niezgodne z Modelem
Standardowym.
(za neutrina szybsze od światła głowy poleciały).
Detekcja jakiś cząstek od strony Ziemi nie przekonuje mnie specjalnie ponieważ jest wiele procesów w czasie których
emisja może powstać - oczywiście są charakterystyki wiele przypadków wykluczające ale czy wszystkie.
A co przede wszystkim to dobrze byłoby te cząstki zaobserwować nie tylko nad Antarktyką.
Bez powtarzalności, bez potwierdzenia - to nie jest element układanki tylko poszlaka gdzie mamy szukać.

Cytat
Zdaniem autorów artykułu, najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem pojawienia się zarejestrowanych sygnałów
jest istnienie sleptonów stau

No to już nawet wiemy gdzie szukać i czego.
Tylko nie wiemy czy to istnieje. Ja nadal obstawiam że to raczej pomyłka.
A obstawiam tak tylko na podstawie jednej rzeczy: Model Standardowy daje nam fenomenalną dokładność wyliczania
niektórych parametrów do kilkunastu miejsc po przecinku.
Gdyby był w nim jakiś brak to wydaje mi się że odcisnąłby się na wielu parametrach w mocno zauważalny sposób.
Co nie znaczy że Model Standardowy to wszystko.

dodaj komentarz

Najnowsze wiadomości

Ubrania, które leczą

Wiemy, skąd wzięła się nowa, która nową nie była

Flawonoid rutyna sprawdza się w walce ze skutkami ukąszenia żararaki

Jaszczurki śnią jak ludzie?