Akkora az energiája, mint egy pingponglabdának, amit egy méter magasságból ejtenek le - így jellemezték a kutatók annak a neutrínónak az energiáját, amelyet 2023. február 13-án detektált a KM3NeT ARCA detektora, és amelyről tegnapelőtt számolt be a KM3NeT szervezete. Ez az energia nem feltétlenül tűnik soknak, de egy neutrínó esetében rendkívüli teljesítmény, még a legerőteljesebb részecskegyorsítókban is csak ennek a töredékét, több tízezerszer kevesebb energiát sikerül elérniük a részecskékkel való kísérletezés közben. A Nagy Hadronütköztetőben a jelenleg futó harmadik kísérleti szakasz alatt maximálisan 14 TeV-ot (teraelektronvolt) tudnak elérni az ütköztetések révén, ami körülbelül egy csapat szúnyog mozgási energiájának felel meg, és ami a rekorder neutrínónál lényegesen kevesebb: a szellemrészecske ugyanis 220 PeV (petaelektronvolt) energiát ért el (1 petaelektronvolt 1000 teraelektronvoltnak felel meg).

Ezzel a KM3NeT által észlelt részecske lett a valaha megfigyelt legenergikusabb neutrínó,

jócskán lekörözve azokat a szellemrészecskéket, amelyeket az eddigi legsikeresebb neutrínóobszervatórium, az Antarktiszon lévő IceCube detektált.

Ami az eseményt még különösebbé teszi, az a KM3NeT obszervatórium állapota, a rendszer ugyanis még közel sincsen készen - a megfigyelés idején csak körülbelül tizedrésze működött a teljes ARCA rendszernek. A konstrukció alatt előzetes tesztkísérleteket hajtottak végre a már meglévő és üzemelő optikai modulokkal, amelyek 21 kábelre vannak felfüggesztve, és ennek során került sor a különleges jelenség felbukkanására. Mivel a neutrínók tömege egészen elhanyagolható, töltésük pedig nincs, ezért nagyon ritkán lépnek interakcióba a többi részecskével, és szinte észrevehetetlenül suhannak keresztül a tárgyakon, beleértve az emberi testet is - ennek köszönhetően csak közvetett módon lehetséges őket megfigyelni, mégpedig a nagyon ritkán bekövetkező ütközések által generált “utód-részecskék” révén. A KM3NeT esetében a szenzorok egy darab müon mozgását detektálták, ami néhány mikroszekundum alatt végig is ért a modulok során, és amelynek energiája (120 PeV, vagy 1.2 × 1017 eV) és iránya egyértelműen arra utalt, hogy a forrása csakis egy neutrínó lehet. Az ez alapján végzett számítások alapján a kutatók arra következtettek, hogy a neutrínó energiája 220 PeV.

Az esemény egyik legérdekesebb aspektusát a neutrínó forrása jelenti, amit egyelőre nem sikerült ugyan beazonosítani, de több lehetséges opció is rendelkezésre áll, köztük egy egészen egyedülálló lehetőség is. A szellemrészecske érkezhetett valamilyen nagy energiájú kozmikus forrásból, például egy blazárból, gamma-kitörésből, vagy szupernóva robbanásból, ami kozmikus sugarakat eredményez, a sugarak pedig fotonokat és neutrínókat hoznak létre - magyarázza a KM3NeT -, de ezek a sugarak időnként kapcsolatba lépnek a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás fotonjaival, és ilyen esetben úgynevezett kozmogenikus neutrínókat generálnak. A kozmogenikus neutrínók létezését már megjósolták, sőt, biztosra veszik a kutatók, de bizonyítani a létezésüket eddig még nem sikerült - amennyiben kiderül, hogy a KM3NeT detektora valóban ennek a titokzatos részecsketípusnak az egyik példányával találkozott, akkor ez az első detektálási eset, amit a remények szerint több másik is követhet majd, vagy más neutrínódetekorokkal, vagy a teljesen felépült KM3NeT-tel.

A KM3NeT, elkészülte után hatalmas kiterjedésű obszervatórium lesz, amit azonban kevesen fognak látni: a rendszert a sötétben felvillanó, kékesen derengő Cserenkov-sugárzás árulja csak majd el, amit az arra elszáguldó részecskék váltanak ki. Az obszervatórium két nagy detektora, az ARCA és az ORCA a víz alatt több ezer méterrel található, ahol kevesebb zavaró külső hatásnak vannak kitéve, és a tengervíz miatt jobbak az esélyek a neutrínók megfigyelésére. Az ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss) Szicília partjaitól 80 kilométerre, 3450 méter mélységben bújik meg, és végső formájában 700 méter hosszú DU-ok (detection unit, megfigyelési egység) alkotják majd, azaz 230 darab, hosszú kábel, amelyeken egyenként 18, nagy labda alakú, digitális optikai modul függ, ezek pedig egyenként 31 fotonelektron-sokszorozót tartalmaznak. A másik detektor, az ORCA, Franciaország partjainál, 2450 méter mélyen lesz kialakítva, egymástól 20 méterre elhelyezkedő, 200 méter hosszú és 115 darab DU-ból. A KM3NeT Együttműködés összesen 21 ország 68 intézményének 360 tudósát, mérnökét és hallgatóját foglalja magában, akik azon dolgoznak, hogy az univerzum talán legmisztikusabb részecskéinek, a neutrínóknak minél több titkát felfedjék a megfigyelések révén.

“A neutrínók állnak az elképzelhető legközelebb ahhoz, amit semminek hívunk.”

- mondta el Paschal Coyle, a KM3NeT szóvivője a neutrínó-megfigyelésről szóló előadáson, azonban az obszervatórium potenciálisan sokkal kézzelfoghatóbbá teheti őket. A mostani esemény váratlan és rendkívül szokatlan is volt, számítások szerint körülbelül 1% esély volt rá, hogy bekövetkezik az ARCA előzetes tesztjei alatt, így a kutatók akkor kaphatnak jobb betekintést az ehhez hasonló jelenségek rejtelmeibe, ha a megfigyelést sikerül megismételni a jövőben.

(Fotó: CNRS/N. Busser, Darkmoon_Art/Pixabay)

Egy ausztráliai atomreaktorban derülhet ki, hogy tud-e több irányba is telni az idő Bár az idő múlása a mi szempontunkból teljesen lineárisnak tűnik, a tudósok régóta feltételezik, hogy az idő nem csak egy irányba tud folyni. Az elméletet hamarosan Ausztrália egyetlen működő atomreaktorában fogják igazolni - vagy cáfolni.