Глибоко під водами Середземного моря фізики зафіксували неймовірну субатомну частинку — нейтрино надвисокої енергії. Це відкриття стало важливим кроком у дослідженні того, як частинки досягають настільки захмарних швидкостей.
Рекордне нейтрино
Команда з 350 науковців, використовуючи нейтринний телескоп KM3NeT, зафіксувала нейтрино з енергією 220 петелектронвольт (ПеВ). Це у десятки тисяч разів перевищує енергію, яку може створити найбільший прискорювач частинок — Великий адронний колайдер.
«Ми вважаємо, що це найенергійніше нейтрино, що коли-небудь було зареєстроване на Землі», — повідомив фізик з Амстердамського університету Пол де Йонг.
Нейтрино були відомі своєю «невидимістю»: ці майже невагомі частинки не мають заряду та майже не взаємодіють із матерією. Вони пронизують усе — від зірок до людських тіл — і залишаються невловними для більшості інструментів. Саме це робить їх ідеальними «провідниками» до джерел космічних прискорювачів, які їх створюють.
Упіймати невловну частинку
KM3NeT, ще недобудований нейтринний телескоп, встановлений на глибині кількох кілометрів у Середземному морі, вже довів свою ефективність. Він складається з ниток світлочутливих датчиків, закріплених на морському дні, які фіксують світлові сліди частинок. У лютому 2023 року телескоп зафіксував характерний слід від мюона — частинки, що виникає під час взаємодії нейтрино з гірською породою чи водою. Цей мюон залишив яскраво-синій слід фотонів у темній воді, що дозволило науковцям відтворити шлях нейтрино і визначити його енергію.
Сумніви та підтвердження
Від моменту першої фіксації нейтрино знадобилося два роки, щоб проаналізувати дані. Раніше рекорд утримувала нейтринна обсерваторія IceCube в Антарктиді, яка у 2014 році виявила частинку з енергією 10 ПеВ. Результати KM3NeT викликали скептицизм серед науковців через надзвичайну енергію частинки та ранній етап роботи телескопа.
«Ми не бачили нічого подібного за 10 років спостережень», — заявив Ерік Блауфус із IceCube. Однак підтвердження відкриття додало впевненості в можливостях нових інструментів для виявлення нейтрино.
Нерозв’язані питання
Дослідники вважають, що нейтрино могли утворитися внаслідок процесів навколо надмасивних чорних дір, гамма-сплесків чи навіть у взаємодії заряджених частинок із реліктовим випромінюванням — залишком Великого вибуху. Ці частинки несуть у собі цінну інформацію про еволюцію Всесвіту.
Команда KM3NeT працює над визначенням точного походження цієї рекордної елементарної частинки. У майбутньому планується завершити будівництво телескопа до 2028 року, що дасть змогу виявляти ще більше частинок подібної енергії.
«Це відкриття підтверджує, що ці частинки не лише теоретичні. Вони реальні! Вони існують!», — сказав Пол де Йонг.
Раніше ми повідомляли про те, як відкриття взаємодій нейтрино наблизило вчених до розгадки таємниці темної матерії.
За матеріалами Science Alert
