位于地球“底部”的南极洲远离尘世，冰天雪地，没有人类活动的干扰，因而成为世界各国科学家们探索宇宙奥秘的绝佳地点。各个国家都在南极派出考察队，建立考察站，进行各种科学考察和研究活动。在这些科学活动中，最新最令人震惊的是，美国宇航局的中微子探测实验可能发现了宇宙中目前并不为我们所知的神秘物质！
一、高空气球捕捉宇宙粒子
2006年，美国宇航局（NASA）开始在南极洲进行一项名为南极脉冲瞬态天线（ANITA）的实验，旨在研究来自太空的高能粒子，并寻找微型黑洞存在的证据。然而12年过去了，科学家们并没有找到微型黑洞，却发现了比黑洞更黑的东西——两个我们宇宙中根本不应该存在的神秘物质，这意味着它很可能会成为现代物理学上的重大突破！
ANITA是一个高空气球实验，由32个无线电天线布置成圆柱形的高灵敏度传感器阵列，半径约3米，高度约5米，搭载氦气球升到37公里的高空，并在那里悬浮一个月，探测来自宇宙中的高能中微子与南极冰盖作用产生的无线电脉冲信号。
在ANITA的第二次任务中，科学家们又进行了改进，携带了40个天线，2009年夏天在南极麦克默多站发射升空；而ANITA的第三次任务则将天线灵敏度提升了10倍，于2014年11月升空。
二、阿斯卡莱恩效应让探测成为可能
上世纪60年代，前苏联物理学家古尔根•阿斯卡莱恩推测，当高能粒子与致密介质发生相互作用时，如果以比光的相速还快的速度运动，就会产生带各向异性电荷的二次粒子，其辐射可以被标准无线电天线检测到，这种辐射就被称为阿斯卡莱恩效应；此前一些超越标准模型的物理模型也预测，当宇宙射线与冰发生相互作用时，可能会产生微小的黑洞，这些黑洞可以通过阿斯卡莱恩效应探测到。
因为阿斯卡莱恩效应可以用大块材料去探测超高能的中微子，目前世界上已有不少项目利用其探测中微子的射电辐射，除了NASA的ANITA外，还有中国台湾参与的天坛阵列（Askaryan Radio Array，缩写：ARA），荷兰和美国甚至有科学家把月球作为中微子探测器，多次将射电望远镜对准月球，希望观察到高能中微子撞击月壤产生的“闪光”。目前我们还没看到这些探测活动的报告，想来都已经无疾而终了吧。
三、寻找高能中微子
中微子是一种奇怪的基本粒子，可能是我们目前能探测到的唯一暗物质。中微子不带电，不参与电磁相互作用及强相互作用，只参与弱相互作用及引力相互作用。因为弱相互作用距离极短，引力在亚原子尺度下又极其微弱，中微子穿过正常物质都不会受到什么阻碍，很难检测。
中微子可以通过放射性衰变和核反应产生，目前地球周围的中微子大多来源于太阳。只要是在白天，你身体每一平方厘米每秒钟都会被650亿个中微子穿过，当然晚上也是一样，因为这些来自太阳的中微子可以畅通无阻地穿过地球，连速度也不会降低一点。
当然，高能中微子偶尔会与原子发生撞击，产生带电粒子，可以被灵敏的仪器探测到，这就是目前科学家们寻找中微子的主要办法。
四、神秘信号来自冰盖之下
在2009年的第2次和2014年的第3次任务中，ANITA探测到两个异乎寻常的信号，证据确凿地表明，这两颗高能粒子并不是从天而降，而是穿过整个地球后与冰盖相撞，发出了脉冲信号。科学家们百思不得其解，一般来说，只有低能粒子才有可能穿透地球，而高能粒子由于精力充沛，根本无法穿过大气层，更遑论地球了。对中微子而言也是如此，如果检测到的粒子是高能中微子，它只有不到百万分之一的几率可能穿过地球，更何况先后发现了两个。
五、未知的神秘物质？
一些物理学家认为，这些射向太空的高能粒子是地球内部存在暗物质衰变的证据；其他人则认为可能是惰性中微子，这是一种几乎不与普通物质相互作用的高能粒子。
宾夕法尼亚州立大学物理学家德里克·福克斯领导的团队对此进行了研究，起初他们认为这种高能粒子是τ中微子在穿过地球的时候发生衰变的结果，这将产生名为τ子的基本带电粒子，可以由ANITA观察到其特征类型。然而，ANITA观察到的两个粒子分别是以27度和35度的极端角度进入的，这在标准物理模型中是根本不允许的，标准模型中根本不可能存在这样的粒子！
除非对标准模型进行“ 重大 ”修改，科学家们才能解释ANITA观察到的现象！而这种修改就是基于超对称的超越标准模型物理学（BSM），一种更精确描述我们这个宇宙的物理学。
因此，这两个粒子不是中微子，而是目前我们尚未知道的 其它东西！
六、重大突破还是乌龙？
如果福克斯团队的研究是正确的，那么这将是BSM超对称粒子存在的第一个证据，将会成为物理学的重大突破。
然而这种突破确实太过突然，太过骇人听闻，因而很多物理学家对首次发生这种异常事件的说法犹豫不决，认为福克斯团队的理论只是对ANITA数据的一种解释，还需要进行更多的数据分析。
福克斯团队的研究人员希望在后续进行的第四次（2016年）及最新的ANITA任务数据分析中，可以找到更多这种射向太空的宇宙射线例子；在另一项同在南极进行的名为冰立方（IceCube）的中微子探测任务中，科学家们已经积累了连续十年的观测数据，可能会记录到比ANITA观测结果更多的中微子事件，其数据中也可能隐藏几次类似的宇宙射线事件。福克斯的团队希望能够加以研究，并与大型粒子对撞机的实验数据联系起来，最终能够将突破落到实处，未来可以对我们的宇宙进行更深入准确的描述。
这项研究本周发表在arXiv上。
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