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2019年,南极冰层深处的天线阵列录到了13个奇怪的无线电脉冲。信号从冰面以下传

2019年,南极冰层深处的天线阵列录到了13个奇怪的无线电脉冲。信号从冰面以下传来,短促、尖锐,来源不明。

这些脉冲不是人为干扰,不是飞机雷达,也不是附近阿蒙森-斯科特科考站的通讯信号。经过数年分析,研究团队在2026年4月发表于《物理评论快报》的论文中给出了答案:它们是宇宙线撞击冰层时,在冰里炸出的一种特殊闪光。

这种闪光的原理,1962年就有人算清楚了。苏联物理学家古尔根·阿斯卡良当时预言:一个高能粒子撞进致密材料后,会像保龄球撞瓶一样激发出一连串次级粒子。这串粒子在冲击过程中不断从周围原子上扫走电子,形成一个带负电的粒子锋面,这个锋面在运动中会辐射出无线电波。后来科学家在实验室和大气层中都证实了这种辐射的存在,唯独在冰里一直没人抓到过。难点在于两方面:极地环境的无线电噪声太杂,而模拟冰中阿斯卡良辐射的计算工具又不够精确,两头卡死。

抓住这13个脉冲的装置叫阿斯卡良无线电阵列,缩写ARA,就建在南极点附近。五个探测站分散在约2公里宽的区域内,每个站把无线电天线沉入冰下150到200米深的钻孔里。整片冰盖就是它的探测介质。

2019年那次观测持续了208天。团队拿到13个异常事件后,用新一代模拟工具逐项比对:信号的来源方向、频率构成、波形轮廓、电场偏振方向,全部与理论预测的冰中阿斯卡良辐射吻合。13个事件全部由背景噪声碰巧产生的概率低于1/3500000,统计显著性达到5.1西格玛,超过了粒子物理界公认的发现门槛5西格玛。预言64年后,冰中的阿斯卡良辐射终于被实锤。

但对ARA来说,抓住宇宙线只是验证猎枪能响,真正的猎物还没出现。它的终极目标是超高能宇宙中微子,宇宙中最难捕捉的粒子之一。中微子几乎不与任何物质发生反应,每秒有上万亿个中微子穿过你的身体,但你一辈子里可能只有一个会跟体内的原子碰一下。正因如此,捕捉它们需要极其庞大的探测体积,而南极冰盖恰好提供了这样一个天然的巨型靶标。

关键在于,中微子撞击冰层产生的信号和宇宙线产生的几乎一模一样,区分它们靠的是几何关系:宇宙线只能打进冰层最浅的几米,粒子瀑布从表面向下走;中微子则能深入冰层内部,从深处引发信号,方向更陡。这次确认宇宙线的阿斯卡良信号,等于给探测器做了一次实战校准,证明它确实能看见冰中的粒子瀑布。

ARA团队即将发布覆盖全部五个站、跨越数年的完整数据集,预计其中包含多达7个中微子候选事件。64年前那个写在纸上的预言,如今变成了一张真正的捕网,正铺在两公里宽的冰原之下,等着宇宙中最沉默的信使撞进来。

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图为宇宙射线射入冰层,产生阿斯卡良辐射闪光,图源:ARA Collaboration

信源:Jarman, Sam. "Deep under Antarctic ice, a long-predicted cosmic whisper finally breaks through in 13 strange bursts." Phys.org, edited by Sadie Harley, 26 Apr. 2026