南極冰蓋下發現異常無線電訊號　顛覆現有粒子物理認知

美國賓州州立大學領導的研究團隊，利用 NASA 的南極瞬態天線（ANITA）氣球實驗，首度在南極冰層下方偵測到兩則無法解釋的無線電異常訊號。ANITA 的設計目的是在高空偵測宇宙射線撞擊地球大氣層所產生的無線電波，藉此追蹤遙遠宇宙事件。然而，這兩則訊號並非來自預期的冰面反射，而是源自地平線下方，按現有物理理論，訊號本應被地殼吸收而無法穿透，因此極為反常。

ANITA 的工作原理是在 40 公里高空，用多組無線電天線俯瞰南極冰原，尋找所謂「冰中空氣簇射」現象：高能中微子與冰層碰撞，產生次級粒子（如 tau lepton），離開冰層後迅速衰變，釋放出明顯的無線電信號。一般來說，中微子極難偵測，但若捕捉到其訊號，對於追蹤宇宙深處的高能現象意義重大。

高能中微子與冰層碰撞，產生次級粒子

然而，本次發現的異常訊號入射角度高達冰層下方 30 度，依理論應該被厚重岩石完全阻絕，卻仍被 ANITA 偵測到。經比對 IceCube 與 Pierre Auger Observatory 等國際中微子實驗資料後，亦未找到任何可解釋這類信號的已知粒子或物理現象。團隊初步排除了中微子來源，推測可能涉及未知新粒子、暗物質，或尚未理解的無線電傳播現象。

研究團隊已著手設計更大規模、靈敏度更高的次世代氣球實驗 PUEO，期望未來能捕捉更多異常訊號，進一步釐清成因。這項研究不僅挑戰現有粒子物理理論，更有機會帶來新物理的突破性發現。論文發表於《Physical Review Letters》。

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首圖來源：Stephanie Wissel / Penn State(CC BY 4.0)

圖片來源：Physical Review Letters(CC BY 4.0)

參考論文：
1、Search for the Anomalous Events Detected by ANITA Using the Pierre Auger ObservatoryPhysical Review Letters

延伸閱讀：
1、鬼與粒子物理學：超自然現象背後的科學探討