天文學家發現了迄今為止發現的最強大的幽靈粒子,但他們不確定它來自哪裡。
該粒子瞬間掠過地中海底部立方公里中微子望遠鏡 (KM3NeT) 內的探測器,它是一種中微子,估計能量為 220 萬億電子伏,這使其能量比中微子高 100 倍以上。任何先前檢測到的。
該粒子的軌跡和能量意味著它可能來自- 亞原子粒子,例如質子或電子,在宇宙中的某個地方高速噴出。但產生巨大能量粒子的災難性事件的性質仍然是個謎。研究人員於 2 月 12 日在期刊上發表了他們的研究結果自然。
“中微子天文學的新篇章”
每一秒,大約有 1000 億個中微子穿過您身體的每平方厘米。微小顆粒無處不在,並且是在恆星,在巨大的恆星爆炸中,通過放射性衰變,以及在粒子加速器和核反應堆中。
然而,儘管它們無處不在,但這些無電荷且接近無質量的粒子與其他物質的相互作用極小,使得中微子極難被探測到。許多中微子探測實驗來自太陽的中微子的持續轟擊,但這種級聯也掩蓋了來自更不尋常來源的中微子,例如稱為超新星的巨大恒星爆炸和宇宙射線產生的粒子簇射。
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為了過濾掉低能中微子並尋找它們的高能中微子,科學家和工程師建造了 KM3NeT 中微子望遠鏡,該望遠鏡分為兩個探測器:深淵宇宙天體粒子研究中心 (ARCA) 和深淵宇宙振盪研究中心 (ORCA),分別位於地中海底部的不同位置。
就像飛機比飛機飛行得更快一樣產生音爆,粒子穿過光慢介質(例如水),其速度快於光速,在其尾跡中產生微弱的藍色光芒。通過尋找這種被稱為切倫科夫輻射的輝光,科學家們可以發現中微子精確撞擊原子核後產生的粒子副產品的踪跡。
2023 年 2 月,位於西西里島波托帕洛迪卡波帕塞羅海岸 50 英里(80 公里)海底的 ARCA 探測器做出了這樣的發現。在那裡,在海浪下方 2.2 英里(3.5 公里)處,一個稱為 μ 子的亞原子粒子閃過探測器,照亮了超過三分之一的傳感器。通過追踪這個μ子路徑的角度並分析它的能量,科學家們推斷出它是宇宙中微子的副產品,它的能量比任何有記錄的中微子都要高。
目前尚不清楚超高能中微子從何而來。研究人員推測,它可能是被黑洞、超新星或脈衝星等“強大的宇宙加速器”加速的。或者它甚至可能是有史以來第一次探測到“宇宙成因”中微子,這種中微子是由來自宇宙射線的撞擊光產生的。宇宙微波背景。
為了找到答案,科學家們將繼續建造 KM3NeT,生產一個更大的探測器,能夠在這些稀有中微子穿過我們的星球時捕獲更多的中微子。
“KM3NeT 已經開始探測一系列能量和靈敏度,其中檢測到的中微子可能源自極端的天體物理現象,”研究合著者帕斯卡爾·科伊爾法國馬賽國家科學研究中心的研究員在聲明中表示。 “首次探測到數百 PeV(千萬億電子伏)的中微子,開啟了中微子天文學的新篇章和宇宙的新觀測窗口。”









