In rund 40 Kilometern Höhe über der Antarktis schwebt der ballongetragene Detektor ANITA. Sein Ziel ist es, kosmische Teilchen zu entdecken, die bei Wechselwirkungen mit dem antarktischen Eis Radiowellen aussenden. Zu den gesuchten Teilchen gehören vor allem Neutrinos, die von extrem energiereichen Prozessen wie Supernovae oder Schwarzen Löchern stammen.

Doch überraschend registrierte ANITA Signale, deren Herkunft und Ausrichtung den bekannten Gesetzen der Teilchenphysik widersprechen. Diese Beobachtungen stellen grundlegende Fragen an das Standardmodell und wecken das Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft.

Rätselhafte Signale aus der Antarktis

Die unerwarteten Signale kamen in einem spitzen Winkel, etwa 30 Grad unterhalb der antarktischen Eisoberfläche. Laut Berechnungen hätten die Teilchen dafür mehrere tausend Kilometer Gesteinsschichten durchqueren müssen. Stephanie Wissel, Physikerin am ANITA-Projekt, betont: „Es ist ein interessantes Problem, weil wir noch keine Erklärung für diese Anomalien haben.“ Solche Teilchen sollten normalerweise auf ihrem Weg absorbiert werden und daher unsichtbar bleiben, schreibt „ingenieur.de“. Die Signale passen nicht zu den bekannten Eigenschaften von Neutrinos und werfen neue Fragen zu ihrer Natur und Herkunft auf.

Radiowellen spielen eine zentrale Rolle in ANITAs Messverfahren. Wenn ein Tau-Neutrino im Eis auf ein Atom trifft, entsteht ein Tau-Lepton, das wiederum Radiowellen erzeugt. Anhand dieser Signale lässt sich rekonstruieren, woher das Teilchen kam. Doch bei den seltsamen Messungen blieben diese Rückrechnungen rätselhaft. Andere Detektoren, wie IceCube am Südpol oder das Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien, konnten die beobachteten Signale nicht bestätigen. Wegen ihrer Einzigartigkeit klassifiziert das ANITA-Team die Radiopulse als „anomale Signale“. Wissenschaftler vermuten, dass bei der Ausbreitung solcher Radiowellen in der Antarktis bisher unerforschte physikalische Effekte eine Rolle spielen könnten.

Neue Technologien in der Antarktis-Forschung

Die Entdeckungen lösen Spekulationen aus. Manche Theorien bringen dunkle Materie ins Spiel, doch diese Vermutungen bleiben bislang unbewiesen. Um weitere Klarheit zu schaffen, entwickeln die Wissenschaftler einen neuen Detektor: PUEO. Das „Payload for Ultrahigh Energy Observation“-Instrument soll empfindlicher als ANITA sein und künftig präzisere Daten liefern. Wissel erklärt: „Im Moment ist es eines dieser langjährigen Rätsel.“ Sie vermutet zudem, dass besondere physikalische Effekte in den eisbedeckten Regionen und am Horizont eine Rolle spielen könnten.

Mehr News:

Mit PUEO hoffen die Forschenden, mehr Licht in diese offenen Fragen zu bringen und gleichzeitig neue Erkenntnisse über die Geheimnisse der Antarktis und das Verhalten hochenergetischer kosmischer Teilchen zu gewinnen.

Dieser Artikel wurde teils mit maschineller Unterstützung erstellt und vor der Veröffentlichung von der Redaktion sorgfältig geprüft.