Глубоко под водами Средиземного моря физики зафиксировали невероятную субатомную частицу — нейтрино сверхвысокой энергии. Это открытие стало важным шагом в исследовании того, как частицы достигают столь заоблачных скоростей.
Рекордное нейтрино
Команда из 350 ученых, используя нейтринный телескоп KM3NeT, зафиксировала нейтрино с энергией 220 петелектронвольт (ПеВ). Это в десятки тысяч раз превышает энергию, которую может создать крупнейший ускоритель частиц — Большой адронный коллайдер.
«Мы считаем, что это самое энергетическое нейтрино, когда-либо зарегистрированое на Земле», — сообщил физик из Амстердамского университета Пол де Йонг.
Нейтрино были известны своей «невидимостью»: эти почти невесомые частицы не имеют заряда и почти не взаимодействуют с материей. Они пронизывают все — от звезд до человеческих тел — и остаются неуловимыми для большинства инструментов. Именно это делает их идеальными «проводниками» к источникам космических ускорителей, которые их создают.
Поймать неуловимую частицу
KM3NeT, еще недостроенный нейтринный телескоп, установленный на глубине нескольких километров в Средиземном море, уже доказал свою эффективность. Он состоит из нитей светочувствительных датчиков, закрепленных на морском дне, которые фиксируют световые следы частиц. В феврале 2023 года телескоп зафиксировал характерный след от мюона – частицы, возникающей при взаимодействии нейтрино с горной породой или водой. Этот мюон оставил ярко-синий след фотонов в темной воде, что позволило ученым воссоздать путь нейтрино и определить его энергию.
Сомнения и подтверждения
С момента первой фиксации нейтрино понадобилось два года, чтобы проанализировать данные. Ранее рекорд удерживала нейтринная обсерватория IceCube в Антарктиде, которая в 2014 году обнаружила частицу с энергией 10 ПеВ. Результаты KM3NeT вызвали скептицизм среди ученых из-за чрезвычайной энергии частицы и раннего этапа работы телескопа.
«Мы не видели ничего подобного за 10 лет наблюдений», — заявил Эрик Блауфус из IceCube. Однако подтверждение открытия добавило уверенности в возможностях новых инструментов для обнаружения нейтрино.
Вопросы, на которые еще предстоит ответить
Исследователи считают, что нейтрино могли образоваться в результате процессов вокруг сверхмассивных черных дыр, гамма-всплесков или даже во взаимодействии заряженных частиц с реликтовым излучением — остатком Большого взрыва. Эти частицы несут в себе ценную информацию об эволюции Вселенной.
Команда KM3NeT работает над определением точного происхождения нейтрино. В будущем планируется завершить строительство телескопа к 2028 году, что позволит обнаруживать еще больше частиц подобной энергии.
«Это открытие подтверждает, что эти частицы не только теоретические. Они реальны! Они существуют!», — сказал Пол де Йонг.
Ранее мы сообщали о том, как открытие взаимодействий нейтрино приблизило ученых к разгадке тайны темной материи.
По материалам Science Alert
