Международная научная коллаборация KM3NeT объявила о регистрации самого высокоэнергетического нейтрино среди всех когда-либо наблюдавшихся. Это событие, получившее обозначение KM3-230213A, было зафиксировано 13 февраля 2023 года глубоководным детектором ARCA, расположенным в Средиземном море. Энергия нейтрино составила рекордные 220 петаэлектронвольт, что подтверждает существование космических нейтрино с экстремальными энергиями. Подробный отчет представлен в журнале Nature.
Новая эпоха нейтринной астрономии
Нейтрино, уникальные элементарные частицы, практически не взаимодействуют с веществом, что делает их незаменимыми космическими посланниками. Они способны проникать сквозь плотные межзвездные облака и даже сквозь галактики, не изменяя своей траектории. Однако именно эта слабая взаимодействующая природа делает их чрезвычайно сложными для обнаружения.
«KM3NeT начал изучать энергетический диапазон, в котором обнаруженные нейтрино могут происходить от экстремальных астрофизических явлений. Событие KM3-230213A открывает новую главу в нейтринной астрономии», – рассказывают участники проекта.
Источники ультраэнергетических нейтрино
Происхождение столь мощного нейтрино остается предметом дальнейших исследований. Возможные источники включают аккрецирующие сверхмассивные черные дыры, взрывы сверхновых, гамма-всплески и космогенные нейтрино, возникающие при взаимодействии космических лучей с реликтовым фоновым излучением.
Эти гипотезы требуют подтверждения с помощью новых данных, которые будут собираться в ходе дальнейшей работы телескопа KM3NeT.
KM3NeT: передовой детектор нейтрино
KM3NeT – это строящийся подводный нейтринный телескоп, который в окончательной конфигурации займет объем более одного кубического километра. Он состоит из двух детекторов: ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss), оптимизированного для изучения высокоэнергетических нейтрино и расположенного на глубине 3450 метров у берегов Сицилии, и ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss), который размещен на глубине 2450 метров недалеко от французского Тулона и предназначен для исследования фундаментальных свойств нейтрино.
Оба детектора оснащены тысячами оптических модулей, регистрирующих черенковское излучение – слабое голубое свечение, возникающее при прохождении заряженных частиц через воду.
«Эта уникальная находка стала возможной благодаря высокоточному калиброванию телескопа и применению передовых алгоритмов реконструкции треков», – добавили участники проекта.
Будущее нейтринной астрономии
Хотя пойманное нейтрино является выдающимся открытием, одного события недостаточно для достоверного определения его происхождения. Будущие наблюдения помогут ученым уточнить, какие процессы ответственны за генерацию столь высокоэнергетических частиц.
Расширение KM3NeT и накопление новых данных позволят детектору достичь еще большей чувствительности, что сделает его одним из ключевых инструментов многофункциональной астрономии. Коллаборация KM3NeT включает более 360 ученых и инженеров из 21 страны, работая над раскрытием тайн Вселенной через исследование нейтрино.
3.1K