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自2016年3月以来 ， 来自南极洲的两个神秘信号一直困扰着研究人员 。 而现在 ， 科学家发现一个高能粒子似乎直接从南极洲的冰结构中爆发出来 ， 这一行踪被使漂浮在头顶的气球实验上的探测器探测到 。 就好像这些粒子毫发无损地穿过了整个地球 。 但这几乎是不可能的：所有已知的粒子都不能在高能量水平下旅行 ， 因为这些粒子都在物理标准模型的规律下运行 。
虽然在其他方面相同的粒子可以携带不同的能量 ， 而粒子携带的能量可以改变其行为 。 一些低能中微子可以滑过地球上所有的地壳、熔岩和铁质 。 但是它们没有足够的冲力来产生在南极洲发现的信号 。 而高能中微子的能量足以产生信号 ， 但由于这些高能中微子具有更大的“横截面” ， 所以它们会撞击周围空间更大的区域 ， 简单来讲 ， 它们会撞击物体 ， 而不是滑过物体 ， 任何已知的高能中微子都不应该能够穿过整个地球并从南极冰层中出现 。
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物理学家称这两次探测为“安妮塔异常”（ANITAanomaly） ， 是在美国宇航局的南极脉冲瞬变天线（ANITA）机载探测器接收到的信号 。 他们将安妮塔的发现与南极一个更大的中微子观测站“冰立方”的结果进行了比较 ， 发现了许多证据可以支持以前从未见过的东西的观点 ， 而且这是一些超出标准模式的东西 。
现在 ， 一个由物理学家和冰川学家组成的联合小组认为 ， 安妮塔异常可能不是新物理学的证据 。 相反 ， 这可能只是一个骗局 。 这些复杂而隐蔽的冰结构可能以意想不到的方式反射了无线电波 ， 愚弄了安妮塔的无线电接收器 ， 让它像是来自地球内部一样记录粒子 。
τ中微子
其实安妮塔的初衷是用来捕捉一种由标准模型预测的奇异事件 。 高能τ中微子是标准模型中最难以捉摸的粒子之一 ， 它与电子和μ子中微子一起是三种中微子类型之一 。 这些中微子应该经常从深空撞击地球 ， 但它们很难被发现 。
当τ中微子撞击某物并衰变时 ， 它们会产生另一种叫做τ的粒子 。 而科学家希望 ， 在南极洲 ， τ中微子有时会以足够浅的角度撞击地球 ， 使它们在冰层中衰变 ， 产生τ粒子和从τ穿过冰层时发出的可探测的无线电信号 。 无线电信号有一个可预测的波形：大尖峰、大倾角、小尖峰和小倾角——这种形状主要由地球磁场决定 。 它会从下方和侧面撞击安妮塔 ， 这是它撞击行星时的斜视角度的证据 。
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一张图表显示了当安妮塔漂浮在南极上空时 ， 信号到达安妮塔的不同方式 。 一张图表显示了当安妮塔漂浮在南极上空时 ， 信号到达安妮塔的不同方式 。 安妮塔可以从基本的宇宙射线中分辨出tau中微子：当无线电波撞击冰块并在安妮塔处反弹时 ， 它们的形状就会翻转 。 所以 ， 安妮塔并没有看到一头从上往下看穿过冰层 ， 而是看到一条宇宙射线从上往下反射 。 当这些宇宙射线信号从冰上反弹时 ， 它们可以从任何方向击中安妮塔 。
最关键的是 ， 两个安妮塔的异常都不属于这两类 。 在每一种情况下 ， 安妮塔都检测到了非镜像波形 ， 这意味着tau中微子出现了上下起伏的波形 。 但是这些波形以一个非常尖锐的角度冲击安妮塔 ， 要想到达而不反弹 ， 就必须穿过地球 。 这是安妮塔的设计师们在建造探测器时没有预料到的信号 ， 它暗示了新的未知粒子有可能从南极洲爆发出来 。
异常还是幻觉？
物理学家提出了一些不寻常的解释 ， 这些解释不会打破标准模型 。 两位理论家在2019年3月提出 ， 一种被称为“相干跃迁辐射”的现象可能会干扰来自宇宙线阵雨的无线电波 。
这项新研究提出了一个直截了当的论点：当无线电波通过空气从致密物体（如冰层的顶层）反弹时 ， 它们的波形会像安妮塔所期望的那样翻转 。 但还有其他种类的反射可能会欺骗安妮塔的传感器 。
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当波通过高密度物质（如岩石）时 ， 碰到低密度物质（如水） ， 波的一些能量会反射回来 。 但这种反射看起来与波从低密度环境（如空气）传播到高密度物体（如冰）时的反射不同 。
【[神奇威兹班]南极洲出现神秘的冰结构！科学家有望看到未知粒子】但研究人员发现 ， 冰下湖泊和积雪裂缝并不常见 ， 不足以成为安妮塔事件的可能解释 。 他们说 ， 冰的结构和另一种低密度的冰特征“风壳”可能解释了这些异常现象 。 但冰川学家对它们在该地区的普遍程度并没有很好的把握 。 然而 ， 鞋匠和他的团队写道 ， 有两个特征很可能是原因 。
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第一种是冰水 ， 冰水不像新鲜的雪那么松软 ， 但是还没有被压缩成一块冰 。 冷杉层融化 ， 移动和再冻结一遍又一遍 ， 生产高密度和低密度层 。 安妮塔发现这些异常现象时 ， 还没有人在这些地区寻找过积雪 ， 但这种现象在南极洲很普遍 ， 可以反射无线电波而不反射它们 。
来源：(神奇威兹班)
【傻大方】网址：http://www.shadafang.com/c/gx0524104J222020.html
标题：[神奇威兹班]南极洲出现神秘的冰结构！科学家有望看到未知粒子
