Учени, работещи с дълбоководната обсерватория KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope), разположена на дъното на Средиземно море близо до Сицилия, засякоха субатомна частица – неутрино – с рекордна енергия. Това откритие е ключова стъпка към разбирането на най-екстремните космически явления, предава Ройтерс.

Космически произход на високоенергийното неутрино

Според изследователите неутриното вероятно идва отвъд границите на Млечния път. Потенциалните източници включват 12 свръхмасивни черни дупки, които активно поглъщат околна материя в центъра на далечни галактики. Възможно е обаче частицата да произхожда и от друг астрономически източник.

KM3NeT – ловецът на неутрино в дълбините

Обсерваторията KM3NeT включва два основни детектора:

  • ARCA (разположен на 3450 м дълбочина близо до Сицилия) – специализиран за високоенергийни неутрино.
  • ORCA (на 2450 м дълбочина край Прованс, Франция) – предназначен за засичане на нискоенергийни неутрино.

Откритото „свръхвисокоенергийно“ неутрино е засечено от детектора ARCA през февруари 2023 г. То е с енергия около 120 квадрилиона електронволта (PeV) – 30 пъти повече от което и да е друго неутрино, идентифицирано до момента - един квадрилион пъти по-енергично от фотоните и 10 000 пъти по-мощно от частиците, произведени в Големия адронен ускорител.

Защо неутриното е толкова важно за науката?

Неутриното предлага на астрономите уникален начин за изучаване на Вселената, различен от традиционното наблюдение на светлината. Тъй като тези частици са електрически неутрални, те не се влияят от магнитни полета и рядко взаимодействат с материята. Това ги прави „космически пратеници“, които могат да предоставят информация за най-енергийните процеси във Вселената.

Физикът Паскал Койл от Центъра по физика на елементарните частици в Марсилия споделя: „Това неутрино навлиза в напълно неизследвана територия на енергията.“ Аарт Хейбоер от Националния институт за субатомна физика в Нидерландия добавя: „Тази частица е ключът към разбирането на най-мощните космически процеси.“

Как учените откриват неутрино?

Неутриното се открива трудно, тъй като изисква мащабни детектори, разположени дълбоко под вода или лед. Когато неутрино взаимодейства с материя, то генерира светлинен проблясък – лъчение на Черенков – който може да бъде засечен от чувствителните сензори на KM3NeT.

Източници на високоенергийни неутрино

Неутриното се създава при различни астрономически явления. Докато нискоенергийните неутрино се образуват при ядрен синтез в звездите, високоенергийните възникват при:

  • Сблъсъци на частици около черни дупки;
  • Изблици на гама лъчи при експлозии на звезди;
  • Взаимодействия на космически лъчи с фоновото излъчване на Вселената.

Въпреки че изследването на неутриното е все още в ранен етап, то предлага революционен начин за изучаване на най-енергийните и мистериозни процеси във Вселената. Както обобщава Хейбоер: „В крайна сметка ние просто се опитваме да разберем как работи космосът.“

Изследването е публикувано в Nature.