新发现的中微子被称为KM3-230213A,具有220个PETA-Electronvolts(PEV)的惊人能量,使其成为有史以来最强大的基本粒子之一。它的能量大约是可见光光子的能量的大约1亿倍,约为先前检测到的最高中微子能量的30倍。
在KM3NET/ARCA中观察到的超高能量中微子事件的视觉印象。图片来源:KM3NET。
宇宙中微子可以在宇宙射线源附近或沿宇宙射线传播路径的附近产生,从而导致次级不稳定颗粒的产生,后来腐烂成中微子。
地球大气中相互作用的宇宙射线会产生大气中微子,这形成了宇宙中微子的实验背景。
为了检测宇宙中微子,非常大的体积中微子观测值监测水或冰的自然体切伦科夫的光由中微子相互作用在检测器中或附近引起的带电颗粒的通过引起的。
西悉尼大学教授米罗斯拉夫·菲利波维奇(Miroslav Filipovic)说:“这样的高能中微子极为罕见,这是一个巨大的发现。”
“这一发现代表了有史以来最有能力的中微子,并提供了证据,表明宇宙中产生了如此高能量的中微子。”
“检测出如此非凡的粒子使我们更接近理解塑造我们宇宙的最强大的力量。”
通过通过的高级功能使KM3-230213A的检测成为可能KM3NET望远镜,它使用光电倍增管来捕获中微子与检测器相互作用时产生的带电颗粒的光。
物理学家说:“ KM3NET研究基础设施包括两个在地中海深处的光学传感器的检测器阵列。”
“ ARCA探测器位于意大利西西里岛的海上Portopalo di Capo Passero,深度约为3,450 m,并通过电流电缆连接到Infn shore站,实验室Nazionali del Sud。”
“ ARCA的几何形状被优化,用于研究高能宇宙中微子。”
“逆戟鲸检测器位于法国海岸Toulon的大约2,450 m的深度,并针对中微子振荡进行了优化。”
“两个探测器都在建设中,但已经在运行。”
KM3-230213A事件记录了超过28,000个光子的光子,提供了清晰的轨迹和令人信服的证据,暗示了粒子的宇宙起源。
西悉尼大学的卢克·巴恩斯(Luke Barnes)博士说:“ KM3NET可以重建中微子的轨迹和能量。”
“创建这样的中微子需要极端的宇宙条件,例如爆炸的恒星或超大型黑洞。”
“这就是我们跟进射电望远镜(如澳大利亚平方公里阵列探路者)的工作,可以帮助解锁他们的秘密。”
研究人员得出的结论是,基于单个中微子,很难明确地确定其起源。
未来的观察将集中于检测更多此类事件,以更清晰地了解其起源和背后的天体物理过程。
科学家说:“ KM3-230213A事件的能量要比到目前为止发现的任何中微子的能量大得多。”
“这表明中微子可能起源于与低能源中微子不同的宇宙加速器,或者这可能是由于超高能量宇宙射线与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检测宇宙。”
团队的纸发表在2月12日的《杂志》上自然。
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KM3NET合作。 2025年。与KM3NET的超高能量宇宙中微子观察。自然638,376-382;二:10.1038/s41586-024-08543-1