Нейтрино в эксперименте ANITA и природа сверхвысокоэнергетических нейтрино

Нейтрино это туман?

Аннотация:

Аномальные события, зарегистрированные антарктическим импульсным переходным антенным детектором (ANITA), интерпретируемые как восходящие тау-нейтринные ливни сверхвысоких энергий (E > 10¹⁸ эВ), вступают в противоречие со стандартными моделями прохождения нейтрино через вещество. В рамках данной работы предлагается альтернативная интерпретация, основанная на гидродинамической аналогии, где пространство-время рассматривается как динамическая среда («Океан»), а сверхвысокоэнергетические нейтрино — как солитонные возмущения в этой среде. Мы постулируем, что наблюдаемые аномалии могут быть объяснены не прохождением частиц сквозь Землю, а гравитационной фокусировкой и каналированием этих возмущений в геомагнитной и гравитационной полостях Земли с последующим регистрируемым взаимодействием в антарктическом ледниковом щите.

1. Введение

Эксперимент ANITA зафиксировал несколько событий с радиоимпульсами, источник которых, согласно реконструкции, находился под горизонтом детектора. Стандартная интерпретация — регистрация восходящих тау-нейтринных ливней, возникших от взаимодействия тау-нейтрино, прошедших через толщу Земли. Однако сечение взаимодействия нейтрино таких энергий с веществом делает подобное событие статистически маловероятным на уровне >5σ. Это побудило к поиску экзотических объяснений, включая стерильные нейтрино и SUSY-партнёры. Мы предлагаем альтернативу, не требующую выхода за рамки известной физики, но пересматривающую трактовку пути распространения возмущения.

2. Гидродинамическая модель пространства-время и нейтрино

В предлагаемой модели пространство-время рассматривается как среда с ненулевой вязкостью и плотностью энергии. В этой парадигме:

3. Механизм гравитационно-магнитного каналирования

Вместо прямолинейного прохождения сквозь Землю, мы предполагаем, что траектория солитонного возмущения искривляется в ближнем гравитационном и магнитном поле Земли. Аналог — отклонение траектории звукового луча в океане в области термоклина. Для ANITA это означает, что возмущение, пришедшее по касательной к Земле, может быть сфокусировано магнитосферой или гравитационным полем в направлении детектора. Таким образом, источник кажется расположенным ниже горизонта, хотя физически возмущение пришло по искривлённой траектории, огибающей Землю.

4. Образование ливня в леднике

При определённых условиях (резонанс, градиент плотности среды на границе «атмосфера-лёд») солитонное возмущение может декогерировать, передавая энергию веществу и порождая каскад частиц — стандартный атмосферный ливень, но с аномальной геометрией. Ледник Антарктиды выступает в роли гигантского волновода, где эффект регистрации усиливается.

5. Проверяемые предсказания модели

6. Обсуждение и выводы

Предложенная гидродинамическая модель предлагает консервативное объяснение аномалий ANITA без привлечения экзотической физики. Она позволяет переформулировать проблему: не «какая частица прошла сквозь Землю?», а «как сверхэнергетические возмущения среды взаимодействуют с гравитационными и магнитными полями планет?». Данный подход может быть применён к другим аномалиям в астрофизике высоких энергий, в частности, к проблеме происхождения сверхвысокоэнергетических космических лучей.

Ключевые слова: ANITA, сверхвысокоэнергетические нейтрино, гидродинамическая аналогия, солитоны, гравитационная фокусировка, геомагнитное каналирование.

Для дальнейшего обсуждения в рамках рецензируемой литературы требуется формализация математического аппарата, описывающего динамику солитонов в искривлённом пространстве-времени в присутствии магнитных полей.