Виграш в лотерею: на дні моря зафіксували найенергетичніше нейтрино в історії науки

Попри свою електричну нейтральність і малу масу, нейтрино є одними з найпоширеніших частинок у Всесвіті. Але парадокс у тім, що виявити їхню взаємодію з традиційною матерією надзвичайно складно, тому ідентифікація нейтрино надвисокої енергії подібна до виграшу в лотерею.

Идентификация нейтрино сверхвысокой энергии подобна выигрышу в лотерею
Ідентифікація нейтрино надвисокої енергії подібна до виграшу в лотерею. Ілюстрація: Unsplash

Підводна обсерваторія ARCA (Astroparticle Research with Cosmics) зафіксувала субатомні взаємодії, які можуть бути результатом надвисокоенергетичного нейтрино. Нейтринний фізик Жоао Коелью оголосив про потенційне відкриття на конференції Neutrino 2024 у Мілані, Італія.

ARCA складається з кількох сфер з оргскла, кожна завширшки близько пів метра, прикріплених до струн, закріплених на дні Середземного моря на південний схід від Сицилії. Обсерваторія розташована на глибині 3500 м під рівнем моря і є частиною великого масиву телескопів і детекторів KM3NeT, розробленого як наступне покоління нейтринних телескопів.

Сфери ARCA призначені для виявлення світлового випромінювання, яке може досягати морського дна, включаючи високоенергетичні космічні промені й частинки, такі як нейтрино. Ці елементарні частинки не можна спостерігати безпосередньо, але їхню присутність можна визначити, коли вони вдаряються об атоми води, повітря або гірської породи. Прилади ARCA виявляють каскад субатомних частинок, що утворюються в результаті такої взаємодії.

Astroparticle Research with Cosmics
Astroparticle Research with Cosmics

Ультраенергетичні нейтрино відомі вже кілька років, і вважається, що вони є результатом найбільш бурхливих подій у Всесвіті, таких як зростання надмасивних чорних дір або залишків наднових. Ці частинки можуть нести енергію у півпетаелектронвольта (ПеВ) або більше. Потенційне високоенергетичне нейтрино, про яке оголосив Коелью, може мати енергію в десятки петаелектронвольт.

Якщо відкриття підтвердиться, фізик з Університету Вісконсин-Медісон Френсіс Хальзен сказав, що воно стане фантастичною подією для дослідників фізики елементарних частинок. Коелью описав виявлення ARCA, яка збирає дані з середини 2010-х, як явище, яке дуже далеке від усього, що коли-небудь було зафіксоване.

Нейтрино є одними з найбільш невловимих частинок у Всесвіті й найменш вивченими у Стандартній моделі. Наразі докладаються численні зусилля, щоб розкрити їхні таємниці. ЦЕРН використовує Великий адронний колайдер для експериментів із нейтрино, а інші обсерваторії, призначені для виявлення нейтрино найвищих енергій, перебувають на стадії будівництва або були запропоновані дослідниками з усього світу.

Раніше ми повідомляли про те, як фізики зробили приголомшливе відкриття про «примарні частинки» Всесвіту.

За матеріалами techspot.com