Вчені зафіксували рекордне нейтрино, яке проникло в атмосферу Землі.

Учені офіційно підтвердили виявлення космічного нейтрино, що врізалося в Землю з безпрецедентною енергією. Експерти нарешті підтвердили, що сигнал не був збоєм або помилкою, а був реальним виявленням справжньої частинки.

У лютому 2023 року детектор KM3NeT, розташований на глибині 3450 метрів під поверхнею Середземного моря, зафіксував сигнал, що свідчив про нейтрино з рекордною енергією в 220 петаелектровольт (ПеВ). Нещодавно вчені офіційно підтвердили, що це новий рекорд, тоді як попередній показник становив лише 10 ПеВ, як повідомляє Science Alert.

Фокус. Технології запустили власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найактуальніших і найцікавіших новин зі світу науки!

Дослідники здійснили детальний аналіз усіх наявних даних щодо події, відомої як KM3-230213A, та її навколишньої області. Отримані результати не лише підтверджують раніше зроблені висновки про те, що сигнал виник внаслідок нейтрино з енергією 220 ПеВ, але й підкидають нові питання щодо його походження у Всесвіті.

За словами представників колаборації KM3NeT, зареєстровані світлові патерни для KM3-230213A демонструють чіткий збіг із тим, що очікується від релятивістської частинки, що перетинає детектор, найімовірніше, мюона. Дані також виключають можливість збою або помилки.

Виходячи з відновленої енергії та траєкторії цього мюона, дослідники зробили висновок, що найбільш вірогідним на сьогоднішній день є сценарій, відповідно до якого мюон утворився в результаті взаємодії з астрофізичним нейтрино поблизу детектора. Це пояснення виглядає найбільш природним.

Нейтрино дивовижно широко представлені у Всесвіті — насправді вони є одними з найчисленніших частинок, що виникають в умовах високої енергії, таких як:

Однак у нейтрино немає електричного заряду, їхня маса дорівнює нулю і вони майже не взаємодіють з іншими частинками, з якими стикаються. По суті, сотні мільярдів нейтрино наразі пронизують наше тіло, немов примари -- саме це і призвело до того, що їх називають "частинками-примарами".

Усе це робить нейтрино практично непомітними. Проте іноді нейтрино взаємодіє з іншими частками, що викликає утворення невеликого потоку частинок, таких як мюони та фотони — частинки світла. Це призводить до дуже слабкого випромінювання, яке здатен зафіксувати спеціалізований детектор, наприклад, KM3NeT у Середземному морі. KM3NeT розташований на глибині майже 3500 метрів, де світло не проникає — у цій непроникній темряві нейтринні події сяють, немов крихітні маяки.

Враховуючи, що інші експерименти, такі як IceCube та Auger, функціонують вже більше десяти років і раніше здійснювали пошуки нейтрино з надвисокими енергіями, але жодного з них не знайшли, науковці розглядають можливість, що нейтрино, виявлене в KM3NeT, може стати першою подібною знахідкою.

Більш того, незважаючи на те, що ймовірність цього є досить невисокою — близько 1 до 100 — існує ймовірність, що єдина зафіксована подія на даний момент мала місце в KM3NeT, а не в IceCube або Pierre Auge.

Дослідники також вивчили, як KM3-230213A вписується в загальну картину нейтрино -- скільки нейтрино циркулює у Всесвіті і як розподіляються їхні енергії. Додавання нейтрино з енергією 220 ПеВ призводить до більш послідовних прогнозів поведінки нейтрино.

Дослідники також розглянули питання про те, чи припускає KM3-230213A наявність нового компонента або процесу, що генерує нейтрино надвисоких енергій, порівняно з відносно відомими процесами, що лежать в основі решти нейтрино, виявлених на сьогодні.

На жаль, дослідження вчених не змогли остаточно встановити, чи існує новий компонент. Серед можливих джерел нейтрино досі розглядаються виверження з екстремальних умов у центрі галактики, гамма-сплески, які виникають внаслідок загибелі зірок, а також взаємодії з реліктовим випромінюванням.

Одночасно науковці дійшли висновку, що надзвичайно малоймовірно, що рекордне нейтрино утворилося в межах нашої галактики, Чумацького Шляху. Отже, незалежно від його походження, нейтрино KM3-230213A виникло в якихось екстремальних та надзвичайно віддалених куточках Всесвіту.