Ice in the mirror

Стерильные нейтрино — одни из самых модных в современной космологии и астрофизике кандидатов на роль слабо взаимодействующих частиц темной материи, хотя большинство существующих моделей не позволяют провести однозначное различие между такими нейтрино и холодной темной материей. Впрочем, отыскать достаточно чувствительные маркеры все же можно: к примеру, модели со стерильными нейтрино лучше приспособлены для объяснения проблемы острых околоядерных максимумов (galaxy cusp core problem), сиречь расхождений между вычисленными в предположении бесстолкновительной холодной темной материи профилями плотности вещества в окрестностях ядер малых галактик и реальностью.

В 2013 году антарктическая обсерватория IceCube впервые зафиксировала высокоэнергетические нейтрино космического происхождения, а в позапрошлом — смогла однозначно идентифицировать источник мюонного нейтрино с энергией, на порядки превосходящей лучшие показатели БАК, и тем положила начало нейтринной астрономии.

Однако IceCube — не единственный инструмент поиска стерильных нейтрино и процессов их осцилляции, базирующийся в Антарктике. C 2006 года над континентом периодически летает ANITA, смонтированный на воздушном шаре массив радиоантенн, при помощи которых можно фиксировать радиоимпульсы распада недолговечных продуктов взаимодействия высокоэнергетических космических нейтрино и вещества антарктического ледового щита.

Дрейфуя по воле околополярных ветров на высоте около 35 км, аэростат ANITA сканирует приемниками радиоизлучения площадь почти в миллион квадратных километров; впрочем, потери энергии частиц при прохождении сквозь антарктический щит и ограничения эффективности детектора приводят к тому, что для частицы энергией 10 ПэВ средний телесный угол приема ANITA близ горизонта не превышает 0.00038 кв. км ×стерадиан.

К настоящему моменту ANITA совершила три вылета общей продолжительностью работы 53 дня (хотелось бы, конечно, больше, но финансируется проект явно по остаточному принципу) и засекла три события, которые можно интерпретировать как аномальные, в том числе два взаимодействия с продуктами распада тау-лептонов (и, следовательно, тау-нейтрино), приходящими снизу, со стороны Земли.

Вполне естественно, что последняя интерпретация вызвала первоначальное недоверие, ведь земная толща обязана поглощать подавляющее большинство ультраэнергетических нейтрино. Исследователи проверили, не зафиксированы ли на погребенном глубоко во льду IceCube нейтринные события, для которых бы наблюдалась пространственная корреляция с радиоимпульсами ANITA: таких найдено не было, хотя прохождение экзаэлектронвольтных тау-нейтрино сквозь земной шар по длинным хордам породило бы вторичные потоки нейтрино с более низкой энергией, а уж их-то сенсоры IceCube наверняка бы засекли. Не обнаружено правдоподобного нейтринного источника в статистике IceCube и для третьего события, где ANITA наблюдала аскаряновское излучение; энергия нейтрино в этом случае должна была быть еще выше, более 10 ЭэВ.

Итак, астрофизическая интерпретация трех загадочных радиоимпульсов средствами Стандартной Модели потерпела трагическую неудачу. Не считать же вменяемым объяснением отражение космических лучей ото льда, при котором почему-то не изменилась их поляризация?

“Очевидно, они пришли сверху и отразились ото льда в детектор ANITA, не оставив никакой сигнатуры в глубинах, где их мог бы зафиксировать детектор IceCube”, сообщает нам руководитель проекта IceCube Франсис Хальзен. “Для ANITA такие наблюдения обычны… аномалия заключается в том, что эти лучи, отразившись, не изменили поляризации. Либо это следствие новой физики, либо какой-то непредвиденный способ отражения частиц от поверхности полярной шапки”.

Зато на выручку уже спешат модели, где предусмотрено аскаряновское излучение при распаде экзотических частиц темной материи, скажем, хиральных векторных лептокварков, суперсимметричных сфалеронов или гравитино.

Ну и, разумеется, стерильных нейтрино, ведь шумиха, поднятая вокруг них экспериментом MiniBooNE два года назад, так и не улеглась окончательно, вопреки попыткам закрыть комментарии на дезинфекцию.

Правда, названия этих работ оказались недостаточно броскими, чтобы привлечь такое же внимание казуальной публики, как в случае со статьей Турока и сотр. о CPT-симметричности нашего космоса относительно момента Большого Взрыва. Не дожидаясь, пока встрепенется сэр Роджер Пенроуз, в НАСА поспешили публично отрекаться от истолкования наблюдений ANITA как весточек из зеркальной вселенной.

Может, и зря. По всему миру кинотеатры закрыты из-за коронавирусной шизофрении власть предержащих, а сроки голливудских премьер постоянно сдвигаются. Почему бы, воспользовавшись случаем, не заручиться спонсорской поддержкой CBS Television в преддверии третьего сезона Стартрек: “Дискавери”? Глядишь, в новом десятилетии ANITA совершит больше боевых вылетов, чем пальцев на руке. Даже если для этого придется украсить купол аэростата портретом Соникуа Мартин-Грин в роли Майкл Бёрнем, предотвращающей в прошлом убийство Джорджа Флойда.

Сходным образом “Роскосмос”, возможно, приблизил бы реализацию миссии “Сокол-Лаплас” по изучению спутников Юпитера, присовокупив к этому химерическому имени атрибут “Тысячелетний” и заручившись рекламными инвестициями от Lucasfilm и Дарта Мауса. Пока же к тысячелетним близки именно сроки воплощения проекта в “железе”.

LoadedDice