Привет от Большого взрыва. На дне Средиземного моря поймали космическую частицу, которой не должно существовать
NewsMakerРедчайшее нейтрино может указывать либо на неизвестный природный ускоритель, либо на первое наблюдение космогенной частицы.
На дне Средиземного моря поймали космическую частицу, которая поставила физиков в тупик. Детектор KM3NeT зарегистрировал нейтрино с энергией около 220 петаэлектронвольт, и такой мощный сигнал наука еще не видела.
Нейтрино считают одними из самых загадочных частиц во Вселенной. Нейтрино почти не имеют массы, не несут электрического заряда и крайне редко сталкиваются с веществом. По этой причине ученым приходится строить гигантские установки глубоко под землей, во льдах Антарктиды или на морском дне. KM3NeT, название которого расшифровывается как «кубокилометровый нейтринный телескоп», как раз работает на дне Средиземного моря и состоит из длинных линий датчиков, закрепленных на морском грунте.
Необычный сигнал зафиксировали в феврале 2023 года. Событие получило обозначение KM3-230213A. Речь идет о нейтрино настолько высокой энергии, что исследователи до сих пор не могут уверенно назвать источник. Результаты анализа коллаборация KM3NeT опубликовала в журнале Nature.
Задача оказалась особенно сложной, потому что нейтринные обсерватории не ловят сами нейтрино напрямую. Датчики замечают вторичные частицы или черенковское излучение, которое возникает в редкие моменты взаимодействия нейтрино с веществом. В случае KM3-230213A ученые зарегистрировали мюон, появившийся после такого столкновения.
Высокоэнергетические нейтрино рождаются в самых бурных уголках Вселенной. Среди возможных «ускорителей» ученые называют вспышки сверхновых, гамма-всплески, килоновые и другие катастрофические события. Проблема в том, что даже направление прилета не всегда позволяет точно указать конкретный объект. Команда KM3NeT смогла сузить круг поисков, но не довела расследование до однозначного ответа. Авторы работы рассматривают четыре группы возможных источников: объекты внутри нашей Галактики, объекты локальной Вселенной, кратковременные события и далекие внегалактические источники.
Главная интрига связана с запредельной энергией частицы. KM3-230213A заметно превосходит все предыдущие нейтринные события. У исследователей остаются два главных объяснения. Первое предполагает, что нейтрино прилетело от какого-то особенно мощного космического ускорителя, который отличается от источников более «обычных» нейтрино. Второе выглядит еще интереснее: детектор мог впервые поймать так называемое космогенное нейтрино.
Космогенные нейтрино пока остаются почти гипотетическими частицами. По расчетам, такие нейтрино возникают, когда ультравысокоэнергетические космические лучи, то есть протоны или тяжелые ядра, сталкиваются с фотонами реликтового излучения, оставшегося после Большого взрыва. После удара запускается цепочка распадов, которая рождает поток новых частиц, включая нейтрино чудовищной энергии.
Интерес к космогенным нейтрино понятен. Такие частицы могут указать на самые мощные источники во Вселенной, помочь изучить ранние эпохи космической истории и, возможно, подсказать физикам, где заканчиваются возможности Стандартной модели. Пока команда KM3NeT осторожна в выводах. В статье ученые пишут, что версия с космогенным происхождением остается «жизнеспособной альтернативной гипотезой», но окончательного ответа еще нет.
Следующий шаг зависит от новых наблюдений. KM3NeT сейчас расширяют, добавляя новые датчики. Более крупная сеть должна не только ловить больше редких нейтрино, но и точнее восстанавливать направление прилета. Физики рассчитывают, что будущие события помогут наконец понять, откуда в космосе берутся частицы такой невероятной энергии.
На дне Средиземного моря поймали космическую частицу, которая поставила физиков в тупик. Детектор KM3NeT зарегистрировал нейтрино с энергией около 220 петаэлектронвольт, и такой мощный сигнал наука еще не видела.
Нейтрино считают одними из самых загадочных частиц во Вселенной. Нейтрино почти не имеют массы, не несут электрического заряда и крайне редко сталкиваются с веществом. По этой причине ученым приходится строить гигантские установки глубоко под землей, во льдах Антарктиды или на морском дне. KM3NeT, название которого расшифровывается как «кубокилометровый нейтринный телескоп», как раз работает на дне Средиземного моря и состоит из длинных линий датчиков, закрепленных на морском грунте.
Необычный сигнал зафиксировали в феврале 2023 года. Событие получило обозначение KM3-230213A. Речь идет о нейтрино настолько высокой энергии, что исследователи до сих пор не могут уверенно назвать источник. Результаты анализа коллаборация KM3NeT опубликовала в журнале Nature.
Задача оказалась особенно сложной, потому что нейтринные обсерватории не ловят сами нейтрино напрямую. Датчики замечают вторичные частицы или черенковское излучение, которое возникает в редкие моменты взаимодействия нейтрино с веществом. В случае KM3-230213A ученые зарегистрировали мюон, появившийся после такого столкновения.
Высокоэнергетические нейтрино рождаются в самых бурных уголках Вселенной. Среди возможных «ускорителей» ученые называют вспышки сверхновых, гамма-всплески, килоновые и другие катастрофические события. Проблема в том, что даже направление прилета не всегда позволяет точно указать конкретный объект. Команда KM3NeT смогла сузить круг поисков, но не довела расследование до однозначного ответа. Авторы работы рассматривают четыре группы возможных источников: объекты внутри нашей Галактики, объекты локальной Вселенной, кратковременные события и далекие внегалактические источники.
Главная интрига связана с запредельной энергией частицы. KM3-230213A заметно превосходит все предыдущие нейтринные события. У исследователей остаются два главных объяснения. Первое предполагает, что нейтрино прилетело от какого-то особенно мощного космического ускорителя, который отличается от источников более «обычных» нейтрино. Второе выглядит еще интереснее: детектор мог впервые поймать так называемое космогенное нейтрино.
Космогенные нейтрино пока остаются почти гипотетическими частицами. По расчетам, такие нейтрино возникают, когда ультравысокоэнергетические космические лучи, то есть протоны или тяжелые ядра, сталкиваются с фотонами реликтового излучения, оставшегося после Большого взрыва. После удара запускается цепочка распадов, которая рождает поток новых частиц, включая нейтрино чудовищной энергии.
Интерес к космогенным нейтрино понятен. Такие частицы могут указать на самые мощные источники во Вселенной, помочь изучить ранние эпохи космической истории и, возможно, подсказать физикам, где заканчиваются возможности Стандартной модели. Пока команда KM3NeT осторожна в выводах. В статье ученые пишут, что версия с космогенным происхождением остается «жизнеспособной альтернативной гипотезой», но окончательного ответа еще нет.
Следующий шаг зависит от новых наблюдений. KM3NeT сейчас расширяют, добавляя новые датчики. Более крупная сеть должна не только ловить больше редких нейтрино, но и точнее восстанавливать направление прилета. Физики рассчитывают, что будущие события помогут наконец понять, откуда в космосе берутся частицы такой невероятной энергии.