남극 상공에서 포착된 기이한 신호

(NASA’s Antarctic Impulsive Transient Antenna, or ANITA, experiment flew over stretches of Antarctic ice via a balloon. Stephanie Wissel/Penn State/wikipedia)

뉴트리노는 우주에 흔한 입자이지만, 다른 입자와 상호작용을 거의 하지 않아 검출과 연구가 매우 어려운 입자입니다. 뉴트리노 입자는 지구도 쉽게 관통해서 지나가기 때문에 지구와 반응하는 극소량의 뉴트리노의 흔적을 찾기 위해 과학자들은 매우 특이한 검출 장치들을 개발했습니다.

나사가 남극에 띄운 ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna)도 그중 하나로 24개의 안테나를 이용해 남극에서 신호를 확인합니다. 이 독특하게 생긴 검출기는 헬륨 풍선에 매달려 37km 상공에서 신호를 감지하는데, 사실 뉴트리노 자체를 감지하는 것이 아니라 타우 뉴트리노(tau neutrino)가 남극의 얼음에 충돌할 때 만들어지는 타우 랩톤 (tau lepton)을 감지하는 장치입니다. 남극이 선정된 이유는 다른 인공적 신호와 감별이 가장 쉽기 때문입니다.

ANITA는 2016-2018년 사이 기존의 이론으로는 설명하기 힘든 특이한 신호를 포착했습니다. 이 신호는 현재 입자 물리학 이론으로 설명하기 힘들어 과학자들 사이에서 상당한 논란에 휩싸였습니다. 과학자들은 그 정체를 정확히 알 수 없는 이 신호에 대해 이상 신호 (anomalous signal)라는 임시 명칭을 부여했습니다.

펜실베이니아 대학의 스테파니 위젤 교수 ( Stephanie Wissel, associate professor of physics, astronomy and astrophysics at the Pennsylvania State University)와 전 세계 각자의 과학자들은 이 이상 신호의 정치를 밝히기 위해 ANITA로 다시 신호를 검출하는 것은 물론 다른 뉴트리노 검출 장치인 아이스큐브 (IceCube)와 피에르 아우거 천문대 (Pierre Auger Observatory)를 총동원해 신호를 다시 검토했으나 같은 신호를 찾는데 결국 실패했습니다.

결과론적으로 말해 이것이 기기의 문제인지 아니면 진짜 이전에는 몰랐던 새로운 입자나 신호인지 아직은 미정인 상태입니다. 연구팀은 Payload for Ultrahigh Energy Observations (PUEO) 같은 차세대 뉴트리노 검출 장비가 여기에 대한 해답을 줄 것으로 기대하고 있습니다.

아무튼 그것과 관계 없이 저렇게 생긴 장비를 고도 37km까지 날릴 수 있다니 그것 자체로 놀라운 것 같습니다.

참고

https://newatlas.com/physics/mysterious-radio-pulses-beneath-antarctica-defy-rules-of-particle-physics/

https://edition.cnn.com/2025/06/20/science/anomalous-signals-antarctica-neutrino-detectors

https://en.wikipedia.org/wiki/Antarctic_Impulsive_Transient_Antenna

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