KM3-230213A ได้รับการขนานนามว่านิวตริโนที่ตรวจพบใหม่มีพลังงานที่น่าอัศจรรย์ของ 220 Peta-electronvolts (PEV) ทำให้เป็นหนึ่งในอนุภาคเบื้องต้นที่ทรงพลังที่สุดที่เคยตรวจพบ พลังงานของมันมีพลังงานประมาณ 100 ล้านล้านเท่าของพลังงานแสงที่มองเห็นได้และพลังงานนิวตริโนที่สูงที่สุดประมาณ 30 เท่าที่ตรวจพบก่อนหน้านี้
ความประทับใจทางสายตาของเหตุการณ์นิวตริโนพลังงานสูงเป็นพิเศษที่พบใน KM3NET/ARCA เครดิตรูปภาพ: KM3NET
Cosmic Neutrinos อาจเกิดขึ้นได้ทั้งในบริเวณใกล้เคียงของแหล่งกำเนิดของ Cosmic-ray หรือตามเส้นทางการแพร่กระจายของ Cosmic-ray ซึ่งนำไปสู่การผลิตอนุภาคที่ไม่เสถียรทุติยภูมิซึ่งต่อมาสลายตัวลงในนิวตริโน
รังสีจักรวาลที่มีปฏิสัมพันธ์ในชั้นบรรยากาศของโลกผลิตนิวตริโนบรรยากาศซึ่งเป็นพื้นหลังการทดลองกับนิวตริโนของจักรวาล
ในการตรวจจับนิวตริโนของจักรวาลหอสังเกตการณ์นิวตริโนขนาดใหญ่มากในปริมาณมากตรวจสอบร่างกายตามธรรมชาติของน้ำหรือน้ำแข็งสำหรับแสง Cherenkovเหนี่ยวนำโดยทางของอนุภาคที่มีประจุซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของนิวตริโนในหรือใกล้กับเครื่องตรวจจับ
“ นิวตริโนพลังงานสูงเช่นนี้หายากมากทำให้การค้นพบที่ยิ่งใหญ่” ศาสตราจารย์ Miroslav Filipovic ศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยเวสเทิร์นซิดนีย์กล่าว
“ การค้นพบแสดงให้เห็นถึงนิวตริโนที่มีพลังมากที่สุดที่เคยสังเกตและแสดงหลักฐานว่านิวตริโนของพลังงานสูงเช่นนี้เกิดขึ้นในจักรวาล”
“ การตรวจจับอนุภาคที่ไม่ธรรมดาทำให้เราใกล้ชิดกับการทำความเข้าใจกองกำลังที่ทรงพลังที่สุดที่สร้างจักรวาลของเรา”
การตรวจจับ KM3-230213A นั้นเกิดขึ้นได้ผ่านความสามารถขั้นสูงของกล้องโทรทรรศน์ km3netซึ่งใช้หลอด photomultiplier เพื่อจับแสงจากอนุภาคที่มีประจุที่เกิดขึ้นเมื่อนิวตริโนโต้ตอบกับเครื่องตรวจจับ
“ โครงสร้างพื้นฐานการวิจัย KM3NET ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ออปติคัลตรวจจับสองตัวในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน” นักฟิสิกส์กล่าว
“ เครื่องตรวจจับ ArcA ตั้งอยู่นอกชายฝั่ง Portopalo di Capo Passero, ซิซิลี, อิตาลีที่ระดับความลึกประมาณ 3,450 เมตรและเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิลไฟฟ้าออฟฟิลไปยังสถานีชายฝั่งของ INFN, Laboratori Nazionali del Sud”
“ รูปทรงเรขาคณิตของ ARCA ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการศึกษานิวตริโนจักรวาลพลังงานสูง”
“ เครื่องตรวจจับ ORCA ตั้งอยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 2,450 เมตร, Toulon นอกชายฝั่ง, ฝรั่งเศสและได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการศึกษาการแกว่งของนิวตริโน”
“ เครื่องตรวจจับทั้งสองอยู่ระหว่างการก่อสร้าง แต่มีการดำเนินงานอยู่แล้ว”
เหตุการณ์ KM3-230213A บันทึกแสงมากกว่า 28,000 โฟตอนที่นำเสนอวิถีที่ชัดเจนและหลักฐานที่น่าสนใจซึ่งชี้ให้เห็นถึงต้นกำเนิดของจักรวาลของอนุภาค
“ KM3NET สามารถสร้างวิถีและพลังงานของนิวตริโนได้ใหม่” ดร. ลุคบาร์นส์กล่าวจากมหาวิทยาลัยเวสเทิร์นซิดนีย์กล่าว
“ มันต้องใช้เงื่อนไขจักรวาลที่รุนแรงในการสร้างนิวตริโนเช่นดาวระเบิดหรือหลุมดำที่ยอดเยี่ยม”
“ นั่นคือสิ่งที่เราทำงานตามด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุเช่น Pathfinder อาร์เรย์สี่เหลี่ยมจัตุรัสแห่งออสเตรเลียสามารถช่วยปลดล็อกความลับของพวกเขาได้”
นักวิจัยสรุปว่าขึ้นอยู่กับนิวตริโนเพียงตัวเดียวมันเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดแหล่งกำเนิดของมันอย่างแน่นอน
การสังเกตในอนาคตจะมุ่งเน้นไปที่การตรวจจับเหตุการณ์ดังกล่าวมากขึ้นเพื่อสร้างภาพที่ชัดเจนของต้นกำเนิดและกระบวนการทางดาราศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังพวกเขา
“ พลังงานของเหตุการณ์ KM3-230213A นั้นมีขนาดใหญ่กว่านิวตริโนที่ตรวจพบได้มาก” นักวิทยาศาสตร์กล่าว
“ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่านิวตริโนอาจมีต้นกำเนิดในเครื่องเร่งความเร็วของจักรวาลที่แตกต่างจากนิวตริโนพลังงานต่ำกว่าหรือนี่อาจเป็นการตรวจจับครั้งแรกของนิวตริโนที่เกิดจากจักรวาลซึ่งเป็นผลมาจากการโต้ตอบของรังสีคอสมิกที่มีพลังงานสูงเป็นพิเศษ จักรวาล."
ทีมกระดาษได้รับการตีพิมพ์ในวารสารฉบับวันที่ 12 กุมภาพันธ์ธรรมชาติ-
-
การทำงานร่วมกันของ KM3NET 2025. การสังเกตนิวตริโนจักรวาลที่มีพลังงานสูงเป็นพิเศษด้วย km3netธรรมชาติ638, 376-382; สอง: 10.1038/s41586-024-08543-1
