新發現的中微子被稱為KM3-230213A,具有220個PETA-Electronvolts(PEV)的驚人能量,使其成為有史以來最強大的基本粒子之一。它的能量大約是可見光光子的能量的大約1億倍,約為先前檢測到的最高中微子能量的30倍。
在KM3NET/ARCA中觀察到的超高能量中微子事件的視覺印象。圖片來源:KM3NET。
宇宙中微子可以在宇宙射線源附近或沿宇宙射線傳播路徑的附近產生,從而導致次級不穩定顆粒的產生,後來腐爛成中微子。
地球大氣中相互作用的宇宙射線會產生大氣中微子,這形成了宇宙中微子的實驗背景。
為了檢測宇宙中微子,非常大的體積中微子觀測值監測水或冰的自然體切倫科夫的光由中微子相互作用在檢測器中或附近引起的帶電顆粒的通過引起的。
西悉尼大學教授米羅斯拉夫·菲利波維奇(Miroslav Filipovic)說:“這樣的高能中微子極為罕見,這是一個巨大的發現。”
“這一發現代表了有史以來最有能力的中微子,並提供了證據,表明宇宙中產生瞭如此高能量的中微子。”
“檢測出如此非凡的粒子使我們更接近理解塑造我們宇宙的最強大的力量。”
通過通過的高級功能使KM3-230213A的檢測成為可能KM3NET望遠鏡,它使用光電倍增管來捕獲中微子與檢測器相互作用時產生的帶電顆粒的光。
物理學家說:“ KM3NET研究基礎設施包括兩個在地中海深處的光學傳感器的檢測器陣列。”
“ ARCA探測器位於意大利西西里島的海上Portopalo di Capo Passero,深度約為3,450 m,並通過電流電纜連接到Infn shore站,實驗室Nazionali del Sud。”
“ ARCA的幾何形狀被優化,用於研究高能宇宙中微子。”
“逆戟鯨檢測器位於法國海岸Toulon的大約2,450 m的深度,並針對中微子振盪進行了優化。”
“兩個探測器都在建設中,但已經在運行。”
KM3-230213A事件記錄了超過28,000個光子的光子,提供了清晰的軌跡和令人信服的證據,暗示了粒子的宇宙起源。
西悉尼大學的盧克·巴恩斯(Luke Barnes)博士說:“ KM3NET可以重建中微子的軌跡和能量。”
“創建這樣的中微子需要極端的宇宙條件,例如爆炸的恆星或超大型黑洞。”
“這就是我們跟進射電望遠鏡(如澳大利亞平方公里陣列探路者)的工作,可以幫助解鎖他們的秘密。”
研究人員得出的結論是,基於單個中微子,很難明確地確定其起源。
未來的觀察將集中於檢測更多此類事件,以更清晰地了解其起源和背後的天體物理過程。
科學家說:“ KM3-230213A事件的能量要比到目前為止發現的任何中微子的能量大得多。”
“這表明中微子可能起源於與低能源中微子不同的宇宙加速器,或者這可能是由於超高能量宇宙射線與背景光子在背景光子中的相互作用而引起的宇宙中微子的首次檢測宇宙。”
團隊的紙發表在2月12日的《雜誌》上自然。
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KM3NET合作。 2025年。與KM3NET的超高能量宇宙中微子觀察。自然638,376-382;二:10.1038/s41586-024-08543-1