Àwọn ìlù rédíò àrà méjì lórí Antarctica ṣì kò ní ìtumọ̀ — àlàyé “patíkù tuntun” sì ń pàdánù àtìlẹ́yìn

Bálúùnnù, yìnyín, àti ìlù méjì láti ìsàlẹ̀

Ní ọ̀pọ̀ jù lọ àsìkò iṣẹ́ rẹ̀, Antarctic Impulsive Transient Antenna — ANITA — máa ń rọ̀ mọ́ ìsàlẹ̀ bálúùnnù NASA, ní nǹkan bí kìlómítà ọgbọ̀n sí òkè, ó sì máa ń fò fún ọ̀sẹ̀ mélòó kan lórí ibi tó ṣófo jù lọ lórí Ayé, tí ó ń fetí sílẹ̀.

Ohun tó ń wá ni àmì rédíò láti òfuurufú. Nígbà tí patíkù tó ní agbára gíga gan-an — cosmic ray, tàbí neutrino — bá kọlu afẹ́fẹ́ tàbí yìnyín, ó máa ń fọ́ sí ìṣàn patíkù kéékèèké, ìṣàn náà sì máa ń tú ìmọ́lẹ̀ rédíò kúkúrú kan jáde. Antarctica fẹ́rẹ̀é jẹ́ ibi tó péye láti mú wọn: kìlómítà mélòó kan ti yìnyín mímọ́, tútù, tí rédíò ń gba kọjá bí ẹni pé gíláàsì ni, tí kò sì sí ohun kan fún ọ̀pọ̀ ọgọ́rùn-ún kìlómítà láti da àmì náà rú. Iṣẹ́ ANITA ni láti mú àwọn ìmọ́lẹ̀ wọ̀nyẹn, kí ó sì ka ohun tó dá wọn sílẹ̀ láti inú ìrísí àti àkókò wọn.

Ọ̀pọ̀ ohun tí ó ń gbọ́ máa ń tẹ̀lé ìlànà. Àwọn ìmọ́lẹ̀ kan máa ń dé tààrà láti òkè. Ọ̀pọ̀ míì máa ń kọlu yìnyín kí wọ́n sì padà sókè sí antẹ́ná — wọ́n sì ní àmì tó hàn gbangba: ìpadà náà ń yí ìgbì náà padà (ìyípadà polarity àmì), àmì tí àwọn onímọ̀ físíìsì lè mọ̀ lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀. Báyìí ni a ṣe ń yà ìṣàfihàn padà kúrò nínú ohun gidi.

Ẹ̀ẹ̀mejì, ohun kan dé tí kò tẹ̀lé àpẹẹrẹ náà.

Ní ọkọ̀ òfurufú kan ní 2006 àti òmíràn ní 2014, ANITA mú ìlù kan láti ibi tó jìn sí ìsàlẹ̀ ojú ọ̀run — 27.4° àti 35.0° sí ìsàlẹ̀ rẹ̀, lẹ́sẹẹsẹ — bí ẹni pé ó jáde sókè láti inú kọ́ńtínẹ́ǹtì náà, láìsí ìyípadà kankan. Nítorí náà, kì í ṣe ìṣàfihàn padà. Ohun kan ló rin sókè ní tòótọ́ láti inú yìnyín lọ sí ọ̀dọ̀ bálúùnnù.

Ìdí tí èyí fi fẹ́rẹ̀é jẹ́ ohun ìyàlẹ́nu ńlá ni èyí. Kí ohunkóhun tó dá ìlù náà sílẹ̀ lè dé antẹ́ná ní igun gíga bẹ́ẹ̀, ó ní láti kọjá láti inú ara pílánẹ́ẹ̀tì — kìlómítà ẹgbẹ̀rún mẹ́fà tàbí méje ti àpáta líle. Ó fẹ́rẹ̀é jẹ́ pé kò sí ohun tó lè ṣe bẹ́ẹ̀. Patíkù kan ṣoṣo tí a mọ̀ pé ó ń kọjá nínú ohun èlò bí ẹni pé kò sí níbẹ̀ ni neutrino, tó lè yọ gba inú gbogbo Ayé láìfiyèsí rẹ̀ — nítorí náà èrò tó bójú mu ni pé neutrino kan rin sókè nínú àpáta, ó kọlu atomu kan ní abẹ́ yìnyín, ó sì dá ìṣàn patíkù tó ń sáré sókè sílẹ̀, tí ANITA mú ìmọ́lẹ̀ rédíò rẹ̀. Ṣùgbọ́n ìṣòro kan wà: neutrino tó ní agbára tó láti dá àmì yìí sílẹ̀ rọrùn jù láti dá dúró. Nínú àpáta tó pọ̀ tó bẹ́ẹ̀, ó yẹ kí a ti fa á wọ inú lọ́pọ̀ ìgbà. Àti pé ìṣàn neutrino tó lágbára tó bẹ́ẹ̀ tí méjì fi lè kọjá yẹ kí ó ti fara hàn nínú àwọn olùṣàwárí ńlá tí a kọ́ fún ìdí yẹn gan-an. Kò sí ìtumọ̀ tó rọrùn tó pé.

Nítorí náà, àwọn ìlù méjì náà dúró gẹ́gẹ́ bí ohun tí kò tẹ̀lé ìlànà. Kì í ṣe àwárí — ìṣẹ̀lẹ̀ méjì kì í ṣe àwárí láé — ṣùgbọ́n kì í ṣe asán pẹ̀lú. Ó jẹ́ àìbámu gidi: irú ohun tó fani mọ́ra nítorí pé kò tíì sí ẹni tó lè sọ bóyá ó jẹ́ àlàfo nínú Standard Model ti físíìsì tàbí ìhùwàsí àrà ti yìnyín, antẹ́ná, tàbí ìṣírò.

Ibí ni irú ìròyìn kan ti máa ń lo ọ̀rọ̀ àdììtú, dín ìmọ́lẹ̀ kù, kí ó sì béèrè ohun tó lè máa gbé lábẹ́ Antarctica. Má ṣe tẹ̀lé e. Ìbéèrè gidi kì í ṣe ẹranko wo ló wà nínú yìnyín. Ó jẹ́ ìbéèrè tó ní sùúrù, tí kò lẹ́wà lójú, tó sì ń mú sáyẹ́ǹsì lọ síwájú: báwo ni ẹ ṣe lè mọ̀?

Ohun tí àwọn òǹkọ̀wé ṣe

Ọ̀nà tó mọ́ wà láti dán àwọn ìtumọ̀ tó fani mọ́ra wò. Bí àwọn ìlù ANITA bá wá láti inú ìṣàn gidi tó ń tún ṣẹlẹ̀ ti àwọn ìṣàn patíkù tó ń lọ sókè — yálà láti tau-neutrino lasán tàbí patíkù tuntun tí a dábàá — olùṣàwárí tó tóbi tó, tí ó ń wo irú ìṣẹ̀lẹ̀ yẹn, yẹ kí ó mú díẹ̀ lára wọn.

Pierre Auger Observatory ní Argentina — olùṣàwárí cosmic ray tó tóbi jù lọ tí a ti kọ́ — wà ní ipò tó dára láti wá wọn. Ní lílo Fluorescence Detector rẹ̀, ẹgbẹ́ náà wá àwọn ìṣàn patíkù afẹ́fẹ́ tó ń lọ sókè (tí ó ń dé láti ìsàlẹ̀, ní igun zenith tó ju 110° àti agbára tó ju 0.1 EeV) nínú dátà láti 2004 sí 2018. Ohun tó ṣe pàtàkì ni pé gbogbo àṣàyàn ni a ti pinnu ṣáájú kí wọ́n tó ṣàyẹ̀wò gbogbo dátà — ìtúpalẹ̀ “afọ́jú”, kí a má bàa ṣe àtúnṣe èsì sí ohun tí a ń retí.

Ohun tí wọ́n rí

Lẹ́yìn tí wọ́n ṣí ìtúpalẹ̀ náà, ìṣẹ̀lẹ̀ olùdíje kan ṣoṣo ló yè — ó sì bá àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ 0.27 ± 0.12 tí a retí láti cosmic ray lasán tí a lè ṣì tún ìtọ́sọ́nà rẹ̀ ṣe bí ẹni pé ó ń lọ sókè mu pátápátá. Ní ọ̀rọ̀ míì, kò sí àmì gidi tó ń lọ sókè; ìpele abẹ́lẹ̀ kékeré tí a retí nìkan ló wà.

Agbára èsì náà wà nínú ìfiwéra. Bí àwọn ìlù ANITA bá wá láti ìṣàn tó dúró ṣinṣin ti àwọn ìṣàn patíkù tó ń lọ sókè, Auger yẹ kí ó ti gbasilẹ ọ̀pọ̀ — nǹkan bí ìṣẹ̀lẹ̀ 34 sí 69 fún spectrum agbára kan tó ṣeé gbà, àti ó kéré tán nǹkan bí 8 lábẹ́ àwọn àfojúsùn tí a mọ̀ọ́mọ̀ ṣọ́ra gan-an. Ó rí ọ̀kan, tó bá abẹ́lẹ̀ mu. Àwọn òǹkọ̀wé pe èyí ní “àìbámu tó lágbára” pẹ̀lú ìtumọ̀ ìṣàn patíkù tó ń lọ sókè.

Ohun tí èyí ṣeé ṣe kí ó túmọ̀ sí

Àìrí àmì tó tóbi báyìí ń fún wa ní ìmọ̀. Bí àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ANITA bá wá láti inú ẹgbẹ́ patíkù gidi tó ń dé láti àwọn ìtọ́sọ́nà wọ̀nyẹn — tau-neutrino lasán, tàbí àwọn patíkù tuntun àròsọ tí a dábàá láti ṣàlàyé wọn — àkókò pípẹ́ tí Auger fi ń wò yẹ kí ó ti mú iye tó pọ̀. Kò rí bẹ́ẹ̀. Èyí fẹ́rẹ̀é yọ ìtumọ̀ “ìṣàn tó tàn ká ti àwọn ìṣàn patíkù tó ń lọ sókè” kúrò — ẹ̀ka tí ọ̀pọ̀ èrò tó kọjá Standard Model wà — àyàfi lábẹ́ àwọn ipò àkànṣe tó ṣòro láti gbà.

Ohun tó ṣì lè dúró ni àwọn ìtumọ̀ tí kì í ṣe ìṣàn patíkù tó ń dá shower sílẹ̀: èyí tí a sábà jíròrò jù ni ìṣàfihàn padà tàbí ipa ìrìn rédíò tó jẹ́ àkànṣe sí yìnyín àti geometry tó sún mọ́ ojú ọ̀run, tàbí àṣìṣe ohun èlò tàbí ìtúpalẹ̀. Kò sí èyíkéyìí tí a ti fi ìdí rẹ̀ múlẹ̀. Nítorí náà, àkótán òtítọ́ ni pé: ìtumọ̀ tó fani mọ́ra jù ti gba ìpalára tó lágbára, ohun tó sì fà á ṣì jẹ́ àìmọ̀.

Ohun tí èyí kò fi hàn

• Kò dá ohun tí àwọn ìlù méjì náà jẹ́ mọ̀. “Ó dín àǹfààní físíìsì tuntun kù gidigidi” kì í ṣe “a ti yanjú rẹ̀.”
• Kò jẹ́rìí sí ìdí lasán kan. Olùdíje pàtàkì kan — ìṣàfihàn padà láti abẹ́ ojú ilẹ̀ Antarctic — ṣì jẹ́ àbá, kì í ṣe èsì.
• Kò ṣàwárí ohunkóhun ‘láti abẹ́ yìnyín’ ní ìtumọ̀ gidi. Àwọn antẹ́ná ANITA rọ̀ mọ́ bálúùnnù lókè Antarctica; “láti ìsàlẹ̀” ṣàpèjúwe ìtọ́sọ́nà tí a tún ṣe ìṣírò ibi tí ìlù rédíò ti dé — kì í ṣe ohùn, ohùn ènìyàn, tàbí ohunkóhun tó jáde láti inú yìnyín.
• Kò ṣe àtìlẹ́yìn fún ẹ̀sùn pé a ti fìdí patíkù tuntun kan múlẹ̀. Ẹ̀dà ìtàn yìí tí a pín jù lọ ń tọ́ sí òdìkejì ohun tí ẹ̀rí fi hàn.

Báwo ni ẹ̀rí náà ṣe lágbára tó?

Kò pọ̀, a sì sọ ó bẹ́ẹ̀.

• Ìfẹ́ sí ohun tó kọjá Standard Model dúró lórí ìṣẹ̀lẹ̀ méjì ní pàtàkì, láti ọkọ̀ òfurufú ANITA méjì.
• Ìwé yìí jẹ́ èsì òfo: ó lágbára láti yọ àwọn àǹfààní kan kúrò, ṣùgbọ́n kò lè sọ ohun tí àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ náà jẹ́.
• Ìyọkúrò náà dá lórí iye, ó sì lágbára (a retí ọ̀pọ̀ ìṣẹ̀lẹ̀, a rí ìṣẹ̀lẹ̀ kan tó dà bí abẹ́lẹ̀) — ṣùgbọ́n ó dojú kọ ìtumọ̀ “ìṣàn shower tó ń lọ sókè”, kì í ṣe gbogbo ìdí tí a lè rò.
• Ìtumọ̀ lasán tó ṣeé gbà jù (ìṣàfihàn padà tó sún mọ́ ojú ilẹ̀) ṣeé ṣe ṣùgbọ́n a kò fìdí rẹ̀ múlẹ̀; iṣẹ́ míì ti dín àǹfààní àwọn àbá kan kù (àwọn àwòṣe transition-radiation kan).
• Kò sí ìdánwò kankan tó ti tún àìbámu àkọ́kọ́ náà ṣe lọ́tọ̀.

Èyí jẹ́ ààlà tó mú gan-an tí a fi kún ìṣòro kékeré tó ṣì dúró — kì í ṣe àwárí.

Ìdí tí ó fi ṣe pàtàkì

Àwọn ìtumọ̀ tí a dábàá dé àyè àwọn patíkù tuntun àjèjì. Dípò kí ẹ̀ka náà lépa èyí tó fani mọ́ra jù, ó ṣe ohun tí kò lẹ́wà lójú: ó dán èrò náà wò pẹ̀lú olùṣàwárí òmìnira tó tóbi púpọ̀ sí i — dátà náà sì sọ pé rara. Ohun èlò arọ́pò tó tóbi, tó sì ní ìfarabalẹ̀ púpọ̀ sí i, PUEO, ni a ń kọ́ láti tún wò ó.

Àìbámu náà lè parí sí ohun lasán. Èyí kò ní jẹ́ kí ó di ìkùnà. Dídín òṣùwọ̀n kan tí a kò ṣàlàyé kù títí tí ó fi tán tàbí fi ipa mú àwárí gidi ni iṣẹ́ náà — ó sì yẹ kí a máa wo ó nítorí pé èsì òtítọ́, ní báyìí, ṣì jẹ́ “a kò mọ̀.”

Àkótán mímọ́

Àwọn ìlù rédíò méjì láti ọkọ̀ bálúùnnù Antarctic ANITA ti 2006 àti 2014 dà bí ẹni pé wọ́n wá láti àwọn igun tó jìn sí ìsàlẹ̀ ojú ọ̀run, èyí tí Standard Model kò lè ṣàlàyé rọrùn. Ìwádìí Pierre Auger Observatory pàtó ní 2025 rí ìṣẹ̀lẹ̀ olùdíje kan ṣoṣo, tó bá abẹ́lẹ̀ mu, níbi tí a ti yẹ kí a rí ọ̀pọ̀ bí àwọn ìlù náà bá wá láti ìṣàn shower tó ń lọ sókè. Èyí dín àǹfààní ìtumọ̀ àjèjì “patíkù tuntun” kù gidigidi, ó sì tọ́ka sí ìṣàfihàn padà, ìrìn àmì, tàbí ipa ohun èlò tó jẹ́ àkànṣe sí ANITA — ṣùgbọ́n ohun tó fà á ṣì jẹ́ àìmọ̀ gidi. Kì í ṣe patíkù tuntun tí a fìdí rẹ̀ múlẹ̀, kì í sì ṣe àmì àdììtú láti inú yìnyín.

Àyẹ̀wò láìsí ọ̀rọ̀ asán

Ohun tí ìwé náà fi hàn: Ìwádìí afọ́jú Pierre Auger (2004–2018) fún àwọn shower afẹ́fẹ́ tó ń lọ sókè rí olùdíje kan, tó bá abẹ́lẹ̀ cosmic ray 0.27 tí a retí mu. Bí àìbámu ANITA bá wá láti ìṣàn irú shower bẹ́ẹ̀, Auger yẹ kí ó ti rí nǹkan bí 34–69 (tàbí ó kéré tán ~8 lábẹ́ àfojúsùn tó ṣọ́ra). Èyí dín àǹfààní ìtumọ̀ shower tó ń lọ sókè kù gidigidi, pẹ̀lú àwọn àbá “patíkù tuntun” tó kọjá Standard Model.

Ohun tó ṣeé gbà ṣùgbọ́n tí a kò fìdí rẹ̀ múlẹ̀: Ìṣàfihàn padà tàbí ipa ìrìn rédíò tó sún mọ́ yìnyín àti ojú ọ̀run, tàbí àṣìṣe ohun èlò/ìtúpalẹ̀ tó jẹ́ àkànṣe sí ANITA.

Ohun tí kò fi hàn: Pé patíkù tuntun ló fa àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ náà; pé wọ́n jẹ́ àmì láti abẹ́ yìnyín; pé ohun àjèjì, ohun tí ènìyàn dá, tàbí ohun tí a lè gbọ́ wà nínú rẹ̀; tàbí pé a ti mọ ohun tó fà á.

Àwọn ààlà pàtàkì: Ìfẹ́ sí ohun tó kọjá Standard Model dúró lórí nǹkan bí ìṣẹ̀lẹ̀ méjì; èyí jẹ́ èsì òfo tó ń fi ààlà sí àbá ṣùgbọ́n tí kò lè dá ohun náà mọ̀; ìyọkúrò náà dojú kọ ìtumọ̀ “ìṣàn shower” ní pàtàkì; kò sí ẹ̀rí òmìnira tó tún àìbámu àkọ́kọ́ ṣe.

Ìgbẹ́kẹ̀lé mélòó ni olùkà gbogboogbo yẹ kí ó ní? Ìgbẹ́kẹ̀lé gíga pé èyí kì í ṣe patíkù tuntun tí a fìdí rẹ̀ múlẹ̀, kì í sì ṣe àmì láti inú yìnyín, àti pé a ti dín àǹfààní ìtumọ̀ ìṣàn àjèjì kù gidigidi. Ìgbẹ́kẹ̀lé kékeré nípa ohun tó fà á gidi, èyí tó ṣì ṣí sílẹ̀. Ìdúró tó yẹ: ìfẹ́ láti mọ àìbámu tí a kò tíì yanjú, tó sì ṣeé ṣe jù pé ó jẹ́ ohun lasán.