Das Experiment besteht aus einer Reihe von Instrumenten, die auf Ballons hoch über der Antarktis fliegen und Radiowellen kosmischer Strahlung aufspüren sollen, die auf die Atmosphäre treffen.
Rätselhafte Radiosignale aus dem antarktischen Eis entdeckt
Ein internationales Forschungsteam, darunter Wissenschaftler der Penn State University, hat mithilfe des Experiments ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) ungewöhnliche Radiopulse aus dem Eis der Antarktis registriert.
Der Teilchendetektor hat eine Reihe bizarrer Signale aufgezeichnet, die die dem derzeitigen Verständnis der Teilchenphysik widersprechen, wie die Forscher der Penn State in einer Mitteilung am Freitag schreiben. Die Antarktis ist aufgrund ihrer isolierten Lage und der geringen Störquellen ein bevorzugter Standort für physikalische Großexperimente.
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Bei ANITA handelt es sich um eine Reihe von Instrumenten, die auf Ballons hoch über der Antarktis fliegen und Radiowellen kosmischer Strahlung aufspüren sollen, die auf die Atmosphäre treffen. Anstatt vom Eis reflektiert zu werden, schienen die Signale von unterhalb des Horizonts zu kommen. Diese Ausrichtung lässt sich mit dem derzeitigen Verständnis der Teilchenphysik nicht erklären und könnte auf neue Teilchenarten oder Wechselwirkungen hinweisen, die der Wissenschaft bisher unbekannt waren, so das Team.
© Credit: Stephanie Wissel / Penn State. Creative Commons
Sollten eigentlich nicht nachweisbar sein
„Die von uns registrierten Radiowellen kamen in einem sehr steilen Winkel, etwa 30 Grad unter der Eisoberfläche“, sagte Stephanie Wissel, außerordentliche Professorin für Physik, Astronomie und Astrophysik. Das Signal müsste demnach Tausende Kilometer Gestein durchdringen, bevor es den Detektor erreicht. Dadurch hätte das Radiosignal eigentlich nicht nachweisbar sein sollen, da es vom Gestein absorbiert worden wäre. Die Forscher sprechen daher von „anomalen“ Signalen, die mit bekannten Teilchen wie Neutrinos nicht erklärt werden können.
„Das ist ein interessantes Problem, denn wir haben noch immer keine Erklärung dafür, was diese Anomalien sind. Was wir aber wissen, ist, dass es sich höchstwahrscheinlich nicht um Neutrinos handelt“, sagte Wissel.
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Was sind Neutrinos?
Neutrinos sind extrem leichte, elektrisch neutrale Elementarteilchen, die zu den häufigsten Teilchen im Universum zählen. Sie entstehen bei Kernreaktionen, etwa in der Sonne, bei Supernovae oder in Kernkraftwerken.
Neutrinos sind überall und sie durchdringen fast jede Materie, ohne mit ihr zu reagieren, weshalb sie nur schwer nachweisbar sind. Ihre Untersuchung hilft Wissenschaftlern, Prozesse im Universum und die Eigenschaften der Materie besser zu verstehen.
Sobald diese Teilchen entdeckt und bis zu ihrer Quelle zurückverfolgt wurden, können sie mehr über kosmische Ereignisse verraten als selbst die leistungsstärksten Teleskope, erklärt Wissel.
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Viele Fragen offen
Die aktuellen Messungen könnten auf bisher unbekannte Teilchen oder Wechselwirkungen hinweisen. Andere Experimente wie IceCube und das Pierre Auger Observatory konnten die von ANITA gemessenen Signale bislang nicht bestätigen, was die Interpretation zusätzlich erschwert. Das Forscherteam plant den Einsatz eines neuen, noch empfindlicheren Detektors namens PUEO, um die Herkunft der anomalen Radiopulse weiter zu untersuchen.
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