Os Uma
Piše: Barbara Kovačević

Istraživači su na južnom polu 2006. pokrenuli eksperiment namijenjen promatranju visokoenergetskih čestica (kozmičkih zraka) koje do Zemlje dopiru iz svemira. U tu je svrhu izrađena tzv. Antarktička impulsivna prolazna antena (ANITA) koja je 2016. zabilježila nešto što se kosilo sa zakonima fizike: detektirano je kozmičko zračenje koje dolazi sa površine Zemlje.

Kozmičke zrake ili kozmičko zračenje je po definiciji zračenje visoke energije koje dopire na Zemlju iz svemira. Isprva se vjerovalo da je izbijanje posljedica ionizacije zraka, koja potječe od zračenja radioaktivnih tvari u Zemlji. No ubrzo se pokazalo da ta ionizacija ne opada s porastom visine, nego, naprotiv, neznatno raste.

Teorija da zračenje koje uzrokuje ionizaciju potječe iz svemira izvedena je na temelju pokusa američkog fizičara Victora Hessa, ponajviše zato jer je utvrđeno da ne može dolaziti sa Sunca, budući da se ionizacija nije promijenila za vrijeme potpune Sunčeve pomrčine 1912. godine. Istraživanja idućih godina pokazala su da je kozmičko zračenje izvanredno prodorno i da se djelomično sastoji od električki nabijenih čestica. Pošto na kozmičke zrake djeluje Zemljino magnetsko polje, one se gibaju zavojito i nije moguće odrediti odakle dolaze.

Otkriće kozmičkog zračenja koje se odašilje sa Zemlje je na nekoliko razina zbunilo fizičare dok je jedino u što su sigurni to da je ANITA zabilježila neku vrstu kozmičke zrake, točnije, visokoenergetsku česticu koja je doletjela iz svemira, udarila o Zemlju te se vratila natrag u svemir. No ono što zbunjuje jest Standardni model na koji se čestična fizika oslanja, a on ne podržava tu mogućnost. Doduše, postoje niskoenergetski neutrini koji mogu probiti kilometre stijena i ostati nepromijenjeni. No, visokoenergetski neutrini, kao i ostale visokoenergetske čestice, imaju “velike presjeke”. To znači da će se gotovo uvijek raspasti u nešto nakon što udare o Zemlju.

Znanstvenici su ponudili nekoliko objašnjenja, od sterilnih neutrina (neutrina koji gotovo nikad ne udaraju u materiju) do “atipičnih raspodjela tamne materije unutar Zemlje”, koje se odnose na tajanstveni oblik materije koja ne reagira sa svjetlom, no jedno je istraživanje iz 2018. pobilo takve teorije.

U rujnu je tim astrofizičara sa Sveučilišta Penn State objavio poveznicu sa podacima jednog drugog opservatorija na Antartici gdje su u tri navrata zabilježene čestice slične onima koje je zabilježila ANITA. Njihovi su izračuni pokazali da svaka čestica koja se odašilje sa Zemlje ima šansu manju od 1 do 3.5 milijuna da bude dio Standardnog modela (SM).

“Od samog početka bilo je jasno da ako su anomalni događaji s ANITA-e posljedica čestica koje su se širile kroz tisuće kilometara Zemlje, tada je vrlo vjerojatno da te čestice više nisu dio Standardnog modela”, rekao je astrofizičar Niels Bohr s Instituta Mauricio Bustamante, koji nije bio uključen u istraživanja. “Rad koji se pojavio prvi je sustavni izračun kako je malo vjerojatno da su ti događaji bili posljedica SM neutrina. Njihov rezultat snažno osporava SM objašnjenje.”

Istraživači tvrde da ne-SM neutrini mogu biti neka vrsta supersimetrične čestice zvane stau sleptons. No, supersimetrija je i dalje samo teorija, pa bi više istraživanja i podataka trebalo to dokazati.