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高能宇宙射线粒子不断地轰击地球。当其中某个粒子与大气层中的分子发生碰撞时，产生级联的次级粒子，统称为宇宙射线大气簇射。但这并不是高能粒子与地球相互作用的唯一方式。2006 年12 月28日，南极脉冲瞬态天线(ANITA)探测到一种“向上的”空气簇射——一股从南极冰面喷发出来的高能粒子。研究团队如今报道了发生在2014 年12 月12 日的第2 个这样的事件。
ANITA通过宇宙射线大气簇射所发射的无线电信号来探测这种簇射。ANITA 或者在无线电波下行中，或者，更多时候，在无线电波从冰上反弹回来后上行中探测无线电波。这种反弹使无线电波的相位发生反转，可以通过这两种无线电波的方向和相位将它们区分开。
但是在2006 和2014 年ANITA 探测到一种未预料到的信号——来自冰面上具有无反转相位的无线电波。探测结果显示，这些信号来自穿过地球向上运动的粒子。但是，预期这种宇宙射线的数量不会很大，这些信号的来源成了谜。有一种可能性是来自明亮的超新星爆发的宇宙射线穿过地球产生的，但是只有2014 年的探测结果与这种事件相符合。另一种可能性是，ANITA探测到的无线电波是由一种新粒子发射的，这种粒子没有包括在标准模型中。研究团队认为在对这些神秘的信号来源做出明确结论之前，需要对这些信号进一步探测。
更多内容详见：P. W. Gorhamet al. Phys. Rev. Lett.， 2018， 121：161102。
(中国原子能科学研究院 周书华 编译自Katherine Wright. Physics，October 18，2018)
本文选自《物理》2018年第12期
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来源：cpsjournals 中国物理学会期刊网
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