正如我们所知,南极洲令人毛骨悚然的宇宙射线可能会破坏物理学

由:伊恩·奥尼尔博士。

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2016年12月,安妮塔准备从南极麦克默多站附近发射。美国国家航空航天局

南极洲冰冻的土地上正在发生一些奇怪的事情。

2006年,当科学家们在南极大陆上空发射了一个名为南极脉冲瞬变天线(ANITA)的科学气球任务时,一条宇宙射线击中了其中的一个仪器。这并不奇怪。宇宙射线一直从外太空飞来,安妮塔可以探测到它们并测量它们的能量。但在这一次,宇宙射线不是来自上方,而是来自下面.这种高能粒子从冰中出现,向上穿过大气层。这不是宇宙射线应该做的事。

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2014年,在ANITA的另一次飞行中,这种情况发生了再一次

宇宙射线来自宇宙中最活跃的一些地方——从超新星到漩涡状的大胃黑洞.看到来自地球的宇宙射线表明这种粒子来自太空深处直接穿过在另一边出现之前。然而,根据物理学,这是不可能的。

宇宙射线是高能质子和原子核,它们的横截面很大。换句话说,它们与物质相互作用没有问题。如果宇宙射线击中地球,它的轨道会被大气层阻挡,就像子弹击中煤渣砖一样。相反,中微子的横截面非常小,这意味着这些幽灵般的粒子会穿过物质,就好像物质根本不存在一样。中微子与物质的相互作用是如此微弱,以至于每秒有数万亿个中微子不受阻碍地穿过我们的身体。但安妮塔检测到的粒子不是中微子,而是宇宙射线(看起来是宇宙射线),它们径直穿过我们的星球,就好像它根本不存在一样。坦白说,这些宇宙射线并不正常。

现在研究人员在一个2018年9月提交的研究在另一项名为冰立方的南极实验中发现了三种类似的向上移动的宇宙射线,冰立方是埋在冰里的粒子探测器。他们得出了一个惊人的结论:这些都不是规律的,标准模型宇宙射线;它们可能是奇异物理学的证据。

“奇异物理”指的是我们目前还不了解的物理,科学家们称之为“标准模型之外的物理”。《标准模型》是一本配方书,告诉宇宙亚原子粒子(从电子到光子到夸克)应该如何表现。当大型强子对撞机(LHC)发现希格斯玻色子2012年——赋予物质质量的粒子——标准模型完成了;描述亚原子尺度下所有相互作用的理论框架已经完成。

然而,有一个问题。事实上,有好几个。标准模型没有解释什么暗物质暗能量也是。它也不能解释为什么宇宙的大部分是由物质而不是反物质构成的。还有中微子质量的问题——标准模型在这方面也做不到。有许多谜题无法用标准模型配方书来解释,所以物理学家们正努力工作,试图为一本在阴影中统治宇宙的配方书找到证据。

令人抓狂的是,尽管有一些线索,但地球上最复杂的实验还没有找到这个神秘领域的确凿证据。而且,根据调查ANITA和IceCube异常的研究人员的说法,这些宇宙射线探测可能已经打开了一扇通向标准模型之外的物理学的窗户,提供了看起来像宇宙射线的粒子的证据不像宇宙射线。

“根据[标准模型]相互作用的保守外推,没有粒子可以穿过地球[…在这些能量和出口角度。研究人员写道:“我们在这里探讨,如果正确解释,是否需要‘标准模型之外’的粒子来解释ANITA事件,并得出结论,它们是。他们的研究

“超对称”(或称SUSY)是一本假设的奇异的物理配方书,可能有助于解释正在发生的事情。这一假设表明,我们所知道和喜爱的所有粒子都有超对称性粒子(即“粒子”)。这些粒子将为标准模型提供平衡,并可能解释一些困扰物理学家和宇宙学家的谜团。这些幽灵宇宙射线会不会是一种完全不同类型的超对称粒子呢?

现在下结论还为时过早,还需要更多的数据,但我们可能意外地在地球上最极端的位置瞥见了标准模型之外的物理现象,这种想法很诱人。

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