Odkryli najpotężniejszą cząstkę widmo. Uderzyła prosto w Ziemię
W lutym 2023 roku podmorski detektor zarejestrował uderzenie cząstki widmo o rekordowej energii 220 PeV. To ponad 20 razy więcej niż dotychczasowy rekord. Naukowcy potwierdzili, że to prawdziwe neutrino, które przybyło z ekstremalnego, odległego zakątka kosmosu.
W lutym 2023 roku detektor, a właściwie układ detektorów KM3NeT, ukryty 3450 metrów pod powierzchnią Morza Śródziemnego (w głębi, gdzie światło słoneczne nie dociera), zarejestrował coś, co początkowo brzmiało jak błąd pomiaru. Sygnał wskazywał na neutrino o energii 220 petaelektronowoltów (PeV). To wartość tak absurdalnie wysoka, że poprzedni rekord, wynoszący 10 PeV, wygląda przy niej jak drobnostka. Po miesiącach analiz naukowcy ogłosili, że to nie pomyłka, a realne uderzenie "cząstki widmo" w naszą planetę.
Skąd nazwa "cząstka widmo"?
Oznaczenie zdarzenia - KM3-230213A - kryje za sobą jedną z największych zagadek współczesnej astrofizyki. - Wzory światła wykryte dla KM3-230213A pokazują wyraźne dopasowanie do tego, czego oczekuje się od cząstki relatywistycznej przechodzącej przez detektor, najprawdopodobniej mionu, co wyklucza możliwość usterki - poinformowali badacze KM3NeT w rozmowie z ScienceAlert.
Neutrina to jedne z najpowszechniejszych cząstek we Wszechświecie. Powstają w najbardziej energetycznych procesach, takich jak fuzja w gwiazdach czy eksplozje supernowych. Nie mają ładunku elektrycznego, ich masa jest bliska zeru, a z materią wchodzą w interakcję niezwykle rzadko. Niewyobrażalne ilości przelatują przez nasze ciała każdego dnia, niezauważenie, niczym duchy, stąd ich określenie "cząstki widmo".
Jak złapać ducha?
Szansa na wykrycie takiej cząstki jest minimalna, ale czasem neutrino zderza się z inną cząstką, tworząc kaskadę mionów i fotonów. W głębinach, gdzie panuje całkowita ciemność, takie zdarzenia są jak maleńkie latarnie. A KM3NeT jest właśnie takim "oceanicznym teleskopem".
Co ciekawe, inne detektory, jak IceCube na Antarktydzie i Pierre Auger w Argentynie, działają od ponad dekady, ale nigdy nie zarejestrowały nic o takiej energii. - Pomimo dość niskiego prawdopodobieństwa, około 1 do 100, możliwe jest, że jedyne jak dotąd zaobserwowane takie neutrino wykrył właśnie KM3NeT - przyznali badacze.
Skąd przyleciała cząsteczka widmo?
Źródło tej cząstki to wciąż zagadka. Być może pochodzi z ekstremalnych warunków w centrum galaktyki, z potężnych rozbłysków gamma lub z interakcji promieni kosmicznych z promieniowaniem tła mikrofalowego, które powstało 13,8 miliarda lat temu. Mało prawdopodobne, by narodziło się w Drodze Mlecznej. Raczej przybyło z bardzo odległego i niezwykle energetycznego zakątka kosmosu.
KM3-230213A otworzyło nowe okno na astronomię neutrin o ultra-wysokich energiach.
Analizy trwają. Jeśli uda się odtworzyć trajektorię tej cząstki widmo, możemy być o krok bliżej do odkrycia najbardziej ekstremalnych obiektów we Wszechświecie.
Źródło: ScienceAlert
Publikacja: Adriani, O., S. Aiello, A. Albert, A. R. Alhebsi, M. Alshamsi, S. Alves Garre, et al., KM3NeT Collaboration, 2025, "Ultrahigh-Energy Event KM3-230213A within the Global Neutrino Landscape." Physical Review X 15: 031016. https://doi.org/10.1103/yypk-zmb8
