新检测到的中微子被称为 KM3-230213A，其能量高达 220 拍电子伏 (PeV)，使其成为迄今为止检测到的最强大的基本粒子之一。它的能量大约是可见光光子能量的一亿倍，大约是之前探测到的最高中微子能量的30倍。
KM3NeT/ARCA 中观测到的超高能中微子事件的视觉印象。图片来源：KM3NeT。
宇宙中微子可能在宇宙射线源附近或沿着宇宙射线传播路径产生，导致产生次级不稳定粒子，这些粒子随后衰变成中微子。
宇宙射线在地球大气层中相互作用产生大气中微子，形成宇宙中微子的实验背景。
为了探测宇宙中微子，超大体积的中微子观测站监测天然水体或冰体，以发现宇宙中微子的存在。切伦科夫光由探测器内或附近的中微子相互作用产生的带电粒子的通过引起。
“像这样的高能中微子极其罕见，这是一个具有里程碑意义的发现，”西悉尼大学教授米罗斯拉夫·菲利波维奇说。
“这一发现代表了迄今为止观察到的最具能量的中微子，并提供了证据表明宇宙中产生了如此高能量的中微子。”
“探测到如此非凡的粒子使我们更接近于了解塑造宇宙的最强大力量。”
KM3-230213A 的检测是通过 KM3-230213A 的先进功能实现的。KM3NeT望远镜，它使用光电倍增管捕获中微子与探测器相互作用时产生的带电粒子的光。
物理学家表示：“KM3NeT 研究基础设施包括地中海深处的两个光学传感器探测器阵列。”
“ARCA探测器位于意大利西西里岛Portopalo di Capo Passero近海，水深约3,450 m，并通过光电电缆连接到INFN岸上站，Laboratori Nazionali del Sud。”
“ARCA 的几何结构针对高能宇宙中微子的研究进行了优化。”
“ORCA 探测器位于法国土伦近海约 2,450 m 的深度，针对中微子振荡研究进行了优化。”
“两个探测器都在建设中，但已经投入使用。”
KM3-230213A 事件记录了超过 28,000 个光子，提供了清晰的轨迹和令人信服的证据，表明该粒子的宇宙起源。
“KM3NeT 可以重建中微子的轨迹和能量，”西悉尼大学的卢克·巴恩斯博士说。
“产生这样的中微子需要极端的宇宙条件，比如爆炸的恒星或超大质量的黑洞。”
“这就是我们对射电望远镜（如澳大利亚平方公里阵列探路者）的后续工作可以帮助解开它们的秘密。”
研究人员得出的结论是，根据单个中微子，很难明确确定其起源。
未来的观测将集中于探测更多此类事件，以更清楚地了解其起源及其背后的天体物理过程。
科学家们表示：“KM3-230213A 事件的能量比迄今为止检测到的任何中微子的能量都要大得多。”
“这表明中微子可能起源于与低能中微子不同的宇宙加速器，或者这可能是首次检测到宇宙中微子，这是超高能宇宙射线与宇宙中背景光子相互作用的结果。”
团队的纸发表于该杂志2月12日号自然。
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KM3NeT 合作。 2025. 用 KM3NeT 观测超高能宇宙中微子。自然638、376-382；二：10.1038/s41586-024-08543-1
