Частица-призрак из космоса установила новый рекорд под в глубинах Средиземного моря

В феврале 2023 года в глубинах Средиземного моря у берегов Сицилии произошло событие, незаметное для человеческого глаза, но зафиксированное мощнейшей нейтринной обсерваторией. Космическое нейтрино, частица-призрак, пронеслось сквозь воду, оставив после себя вспышку света, которая сигнализировала о его уникальной природе. Это был самый энергетически насыщенный нейтрино, когда-либо зафиксированный.

Нейтрино — загадочные частицы, которые практически не взаимодействуют с материей. Миллиарды таких частиц проходят сквозь Землю и людей каждую секунду, не оставляя следа. Однако редкие столкновения с молекулами вещества позволяют учёным заглянуть в самые тёмные уголки Вселенной. Именно такой редкий случай был зарегистрирован детектором ARCA, входящим в состав европейского проекта KM3NeT.

Несмотря на то, что телескоп KM3NeT ещё строится, он уже смог зафиксировать нейтрино с энергией 220 петаэлектронвольт, что более чем в 30 раз превышает предыдущий рекорд. Для сравнения, энергия этой субатомной частицы эквивалентна падению теннисного шарика с метровой высоты. Это примерно в 1000 раз мощнее всего, что может быть создано на ускорителях частиц на Земле.

Наблюдение стало возможным благодаря технологии регистрации эффекта Черенкова — вспышек голубого света, возникающих при движении заряженных частиц через воду. Когда нейтрино столкнулось с молекулой воды, оно породило мюон, который затем вызвал каскад частиц, зафиксированных датчиками ARCA.

Интересно, что столь мощное нейтрино не имело очевидного источника. Обычно подобные частицы связывают с активными галактическими ядрами или блазарами, однако в данном случае в предполагаемом направлении не было обнаружено ничего подозрительного. Это заставило учёных предположить, что нейтрино могло появиться в результате взаимодействия космического луча с фоновым излучением Вселенной.

Неожиданная находка вызвала вопросы у специалистов, поскольку другая мощная нейтринная обсерватория — IceCube, расположенная в Антарктиде, — за всё время своей работы не фиксировала столь энергетически насыщенные нейтрино. Это породило дискуссии о том, был ли этот случай исключением или же учёных ждут новые открытия.

Исследователи сходятся во мнении, что требуется больше данных. Если KM3NeT продолжит фиксировать подобные события, это может привести к революции в изучении высокоэнергетических космических частиц и позволить заглянуть за пределы известных астрофизических моделей. Ведь в отличие от фотонов, которые могут быть поглощены и рассеяны на своём пути, нейтрино остаются верными посланниками самых древних и таинственных процессов во Вселенной.