นิวตริโนจักรวาลที่มีต้นกำเนิดที่ไม่รู้จักทุบสถิติพลังงาน

นิวตริโนจากอวกาศเมื่อเร็ว ๆ นี้พุ่งเข้าสู่ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนด้วยพลังงานที่พัดนิวตริโนอื่น ๆ ที่รู้จักออกมาจากน้ำ

บรรจุหมัดอิเล็กตรอน 220 ล้านพันล้านโวลต์อนุภาคนี้เป็นอนุภาคนี้มีพลังประมาณ 20 เท่าในฐานะที่เป็นนิวตริโนพลังงานสูงสุดของจักรวาลที่เห็นมาก่อนนักวิจัยรายงานในวันที่ 13 กุมภาพันธ์ธรรมชาติ- อนุภาคถูกมองโดยกล้องโทรทรรศน์นิวตริโนแบบลูกบาศก์กิโลเมตรบางส่วนหรือ km3net

“ พวกเขาตีแจ็คพอต” ฟรานซิสฮัลเซ็นนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน - มาดิสันกล่าวและผู้ตรวจสอบหลักของหอสังเกตการณ์นิวตริโนนนิวตริโนในแอนตาร์กติกา “ เราได้รับข้อมูลด้วยเครื่องตรวจจับที่ใหญ่กว่าเป็นเวลา 10 ปี เราไม่เคยเห็นเหตุการณ์เช่นนี้มาก่อน”

นักฟิสิกส์มีความกระตือรือร้นที่จะจัดทำแคตตาล็อกนิวตริโนของจักรวาลเพราะอนุภาคที่มีน้ำหนักเบาและเป็นกลางเหล่านี้สามารถข้ามพื้นที่กว้างใหญ่ได้เกือบจะไม่ถูกรบกวน สิ่งที่มีพลังมากที่สุดสามารถนำเสนอข้อมูลเชิงลึกที่ไม่มีใครเทียบในปรากฏการณ์อันทรงพลังที่พ่นออกมาเช่น- แต่อนุภาคตาข่ายที่แทบจะไม่โต้ตอบกับสสารต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์ที่ทำจากเซ็นเซอร์ที่ห่อหุ้มด้วยน้ำแข็งเช่น Icecube หรือจมอยู่ใต้น้ำเช่น KM3NET

- หนึ่งนอกชายฝั่งของซิซิลีอีกแห่งหนึ่งอยู่ใกล้กับฝรั่งเศสตอนใต้ - ยังอยู่ระหว่างการก่อสร้าง แต่รวบรวมข้อมูลแล้ว ทั้งสองมีสายเคเบิลสูงหลายร้อยเมตรซึ่งเต็มไปด้วยชุดเซ็นเซอร์แสงที่ยึดกับพื้นทะเล

เมื่อคอสมิคนิวตริโนโต้ตอบกับสสารในหรือใกล้กับเครื่องตรวจจับ KM3NET พวกเขาวางไข่อนุภาคที่มีประจุเช่นมูอน ในขณะที่มูอนเหล่านั้นห่วงใยน้ำพวกเขาให้แสงแวววาวที่อ่อนแอของแสงสีน้ำเงินที่เซ็นเซอร์ของ KM3NET สามารถรับได้ การตอกบัตรเมื่อเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันเห็นแสงนี้สามารถเปิดเผยเส้นทางของอนุภาค ความสว่างของสีน้ำเงินสะท้อนพลังงานของอนุภาค

เมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ 2566 เครื่องตรวจจับใกล้ซิซิลีถูกวิ่งผ่าน Muon ที่มีพลังอย่างมากที่เดินทางเกือบขนานกับขอบฟ้า ในเวลานั้นมีสายเคเบิลเซ็นเซอร์ 230 ตัวเท่านั้นที่วางแผนไว้ นักวิทยาศาสตร์ KM3NET ตั้งอยู่บนพื้นฐานของพลังงานและวิถีของมูอนนักวิทยาศาสตร์ KM3NET ระบุว่ามันจะต้องได้รับการวางไข่โดยนิวตริโนจากอวกาศมากกว่าอนุภาคจากชั้นบรรยากาศ

การจำลองแนะนำพลังงานของนิวตริโนอยู่ที่ประมาณ 220 ปี Petaelectron Volts เจ้าของสถิติก่อนหน้านี้มีโวลต์ Petaelectron ประมาณ 10 โวลต์

“ มันเป็นสถานการณ์ที่น่าตกใจ” สมาชิกทีม KM3Net Luigi Antonio Fusco นักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัย Salerno ใน Fisciano ประเทศอิตาลีกล่าว มันเหมือนกับว่านักฟิสิกส์นิวตริโนเคยเห็นไฟที่เกิดจากการจุดไฟเพียงไม่กี่แท่ง“ แล้วมีคนมาพร้อมกับเครื่องพ่นไฟ” นักวิจัย KM3NET ประเมินว่าพวกเขาคาดว่าจะเห็นนิวตริโนของความสามารถนี้ทุก ๆ 70 ปีหรือมากกว่านั้น

“ ฉันไปอย่างแน่นอนอย่างแน่นอน” Erik Blaufuss นักฟิสิกส์ของ University of Maryland ใน College Park ผู้เขียนกความเห็นเกี่ยวกับการศึกษาในฉบับเดียวกันของธรรมชาติ- “ แต่พวกเขาสร้างกรณีที่น่าเชื่อถือในกระดาษว่ามันเป็นเรื่องจริง”

เพื่อติดตามต้นกำเนิดของนิวตริโนทีม KM3NET ได้ทำการตรวจสอบข้อมูลจาก Gamma Ray, X-ray และกล้องโทรทรรศน์วิทยุ วัตถุสิบสองแห่งโดดเด่นในบริเวณท้องฟ้าจากที่นิวตริโนมา “ ส่วนใหญ่เป็นนิวเคลียสกาแล็คซี่ที่ใช้งานอยู่” Fusco กล่าว - แกนกลางของกาแลคซีที่มีหลุมดำมวลมหาศาลเป็นก๊าซและฝุ่นละออง “ ปัญหาคือมีมากมาย” เขากล่าว “ คุณไม่สามารถระบุตัวเดียวได้”

ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งคือนี่คือนิวตริโนที่สังเกตได้ครั้งแรกที่สร้างขึ้นเมื่อรังสีคอสมิคพลังงานสูงพิเศษผสมกับโฟตอนจากพื้นหลังของไมโครเวฟจักรวาลซึ่งเป็นลูกบอลของบิ๊กแบง

“ ณ จุดนี้มันยากมากที่จะสรุปเกี่ยวกับต้นกำเนิด” Kohta Murase นักฟิสิกส์ทฤษฎีที่ Penn State ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว “ มันอันตรายที่จะพึ่งพาเหตุการณ์หนึ่ง”

การขยายตัวของ KM3NET ควรปรับปรุงความสามารถในการจับนิวตริโนและระบุต้นกำเนิดของพวกเขา กล้องโทรทรรศน์นิวตริโนอื่น ๆ ยังอยู่ในงานเช่นการขยายตัวของ Icecube ที่วางแผนไว้หอดูดาวที่เสนอนอกเกาะแวนคูเวอร์ของแคนาดาและอีกแห่งหนึ่งกำลังก่อสร้างในทะเลจีนใต้ เครื่องมือเหล่านั้น Murase กล่าวอาจช่วยให้นักวิจัยกลับบ้านในที่เกิดของนิวตริโนด้วยพลังงานที่สูง