Något konstigt händer ovanför det frusna landskapet i Antarktis.

När forskare lanserade ett vetenskapsballonguppdrag kallat Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA) över kontinenten 2006, en kosmisk stråle pingade av ett av dess instrument. Det är inte så konstigt. Kosmiska strålar flyger hela tiden från djupet, och ANITA kan upptäcka dem och mäta deras energier. Men vid det här tillfället, den kosmiska strålen kom inte uppifrån, det kom ifrån Nedan . Denna högenergipartikel hade kommit upp från isen och rest uppåt genom atmosfären. Det är inget som kosmiska strålar ska göra.

Under ett annat ANITA -flyg 2014, det hände på nytt .

Kosmiska strålar kommer från några av de mest energiska platserna i universum - från supernovor till de virvlande svarta hålen. Att se en kosmisk stråle komma upp från jorden tyder på att denna partikel reste från djupt rymd och gått rakt igenom planeten innan den dyker upp på andra sidan. Enligt fysiken, dock, detta är omöjligt.

Det där med kosmiska strålar, som är högenergiprotoner och atomkärnor, är att de har stora tvärsnitt. Med andra ord, de har inga problem att interagera med materia. Skulle en kosmisk stråle träffa jorden, det kommer att stoppas i sina spår av atmosfären, som en kula som träffar en ask. Omvänt, neutriner har mycket små tvärsnitt, vilket betyder att dessa spöklika partiklar glider igenom materia som om de inte ens fanns där. Neutrinos interagerar så svagt med materia att biljoner av dem passerar genom våra kroppar obehindrat varje sekund. Men partiklarna som ANITA upptäckte var inte neutrinoer, de var (vad som verkar vara) kosmiska strålar, och de passerade rakt igenom vår planet som om de inte ens var där. Uppriktigt sagt, dessa kosmiska strålar är inte normala.

Nu har forskare återbesökt dessa ANITA-händelser i en studie som lämnades in i september 2018 och hittade tre liknande upptäckter av uppåtgående kosmiska strålar i ett annat Antarktis-experiment som heter IceCube, en partikeldetektor som ligger begravd i isen. De har kommit fram till en häpnadsväckande slutsats:Dessa är inte vanliga, Standardmodell kosmiska strålar; de kan vara bevis på exotisk fysik.

Exotisk fysik hänvisar till fysik som vi för närvarande inte förstår, och forskare hänvisar till det som "fysik bortom standardmodellen." Standardmodellen är en slags receptbok som berättar för universum hur subatomära partiklar (från elektroner till fotoner till kvarker) ska bete sig. När Large Hadron Collider (LHC) upptäckte Higgs boson 2012 - partikeln som förser materia med massa - var standardmodellen komplett; det teoretiska ramverket som beskriver alla interaktioner ner till subatomära skalor hade lindats.

Det var, dock, ett problem. Faktiskt, det fanns flera. Standardmodellen förklarar inte vad mörk materia och mörk energi är. Det kan inte heller förklara varför majoriteten av universum är gjord av materia snarare än antimateria. Det finns också frågan om neutrino massa - Standardmodellen kommer till kort där, för. Det finns många mysterier som inte kan förklaras av receptboken Standard Model, så fysiker arbetar hårt med att försöka hitta bevis för en receptbok som styr universum i skuggorna.

Galen, de mest komplexa experimenten på jorden har ännu inte hittat några avgörande bevis på detta skuggiga rike, även om det finns ledtrådar. Och, enligt forskarna som undersöker ANITA- och IceCube -avvikelserna, dessa kosmiska stråldetekteringar kan ha öppnat ett fönster till fysik bortom standardmodellen, ger bevis på partiklar som ser ut som kosmiska strålar och ändå bete dig inte som kosmiska strålar.

"[U] nder konservativa extrapolationer av [standardmodellen] interaktioner, det finns ingen partikel som kan föröka sig genom jorden [...] vid dessa energier och utgångsvinklar. Vi undersöker här om det krävs partiklar utöver standardmodellen för att förklara ANITA -händelserna, om det tolkas korrekt, och dra slutsatsen att de är, "skriver forskarna i sin studie.

"Supersymmetri" (eller SUSY) är en hypotetisk exotisk fysikreceptbok som kan hjälpa till att förklara vad som händer. Denna hypotes antyder att alla partiklar vi känner och älskar har SUSY -partiklar (aka "partiklar"). Dessa partiklar skulle ge balans till standardmodellen och kan förklara några av de mysterier som förvirrar fysiker och kosmologer. Kan dessa fantomkosmiska strålar faktiskt vara en helt annan typ av partikel som kommer från supersymmetri?

Det är för tidigt att säga, och mer data behövs, men det är lockande att tro att vi av misstag har skymtat fysiken bortom standardmodellen på den mest extrema platsen på jorden.

En partikel är också känd som en superpartner. Vi föredrar partikel.