本文刊登在 Discover 的年度科学现状刊中，标题为“奇怪的太空信号”。通过成为订阅者，支持我们的科学新闻报道。
去年春天，来自世界上最大的中微子望远镜——一个遍布南极冰层探测器的广阔网络——的报告与大量夸张的头条新闻不谋而合。它们暗示了反物质宇宙的可能性，从我们的角度来看，时间是倒流的，而宇宙大爆炸代表着结束，而非开始。尽管现在开始寻找我们反向衰老、另一只手的复制品还为时过早，但物理学家们仍在努力研究来自太空的奇怪信号，这些信号至今仍难以解释。
这些信号是由 NASA 资助的一组定向无线电天线探测到的，这些天线由一个巨大的气球搭载，漂浮在南极洲上空。该设备名为南极瞬态瞬态天线（ANITA），可以接收来自深空的高能粒子与我们大气层碰撞时产生的无线电信号。一些波在撞击 ANITA 之前会掠过地球，另一些则会从冰层反弹。ANITA 可以区分它们。在 2006 年的首次飞行和 2014 年的再次飞行中，该设备接收到了异常信号，这些信号类似于掠过地球的信号——但奇怪的是，它们似乎来自地表。
“这意味着它们必须穿过地球的巨大块体，”宾夕法尼亚州立大学物理学家 Stephanie Wissel 说，她参与了 ANITA 实验。
这个谜团的核心是中微子：幽灵般的、高能的粒子，几乎可以毫不受损地穿过任何物质，但可以产生 ANITA 捕捉到的指示性无线电脉冲。为了进一步调查异常信号，物理学家们求助于 IceCube，这是一个由埋藏在南极点附近探测器组成的字符串构成的大型中微子望远镜。穿过冰层中微子可能会产生其他粒子，这些粒子会发出微弱的光闪，IceCube 的传感器可以探测到。
科学家们推测，ANITA 的异常信号也应该会在 IceCube 中产生信号，而这些信号可以揭示粒子的深空来源。但经过八年的数据搜索，谜团依然存在：详尽的分析没有发现任何匹配项。
“如果 ANITA 信号是天体物理学的，那么我们应该能在 IceCube 中探测到它——但我们没有，”威斯康星大学麦迪逊分校物理学家 Justin Vandenbroucke 说，他参与了中微子观测台的工作。
这项发表在三月份《天体物理学杂志》上的新发现意味着科学家们必须继续寻找不太明显的解释。一些人提出，异常信号可能源于无线电波在冰层中的洞穴或埋藏的湖泊中反射。其他理论家提出了更奇特的想法，例如，与 ANITA 数据一致的重高能粒子可能描述了暗物质的一种候选者——一种被认为构成了宇宙中 85% 物质但从未被探测到的神秘物质。还有人推测，这些奇异粒子符合一个现有的平行宇宙理论模型——一个与我们的宇宙对称，但充满了反物质且时间倒流的宇宙。
Wissel 和她的同事们正在准备对 ANITA 进行更灵敏的升级，他们希望这次升级能找到更多这些奇怪的信号。作为一名实验物理学家，她说她受数据约束，但她很欣赏关于信号来源的各种想法。新的问题和测试可以证实——或证伪——关于这些深空粒子以及宇宙如何起源的理论。
“他们想用我们的数据做我们希望人们用我们数据做的事情，”Wissel 说。“我们希望 ANITA 能将超高能中微子观测推向一个新领域。我们认为 هناك 有有趣的、新的物理学有待研究。”
