Lehetséges, hogy rátaláltak a kozmogenikus neutrínókra, a kozmosz régóta keresett szellemrészecskéire

2025 / 02 / 14 / Bobák Zsófia
Lehetséges, hogy rátaláltak a kozmogenikus neutrínókra, a kozmosz régóta keresett szellemrészecskéire
“Rendkívül szokatlan” a jelenség, amit a tenger mélyén épülő KM3NeT észlelt - az eddigi legenergikusabb neutrínót sikerült befogni, de még kétséges, hogy honnan is érkezett a messzi látogató.

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.


Továbbra is hódít a párját ritkító hungarikum, ami a jövő tudósait és művészeit adja a világnak
Továbbra is hódít a párját ritkító hungarikum, ami a jövő tudósait és művészeit adja a világnak
Az Országos Tudományos Diákköri Tanács (OTDT) által szervezett Országos Tudományos Diákköri Konferencia (OTDK) sok évtizedes hagyománya mára széles körű népszerűséget ért el, és fontos kiindulási pont lehet a hazai és határon túli tehetségek számára a jövőbeli karrierjük felé vezető úton. A 2025-ös, 37. konferencia előtt az OTDK céljáról és működéséről Prof. Dr. Szendrő Péter örökös elnök úrral és dr. Cziráki Szabinával, az OTDT titkárával beszélgettünk.
Lassabban öregszik, aki elég vizet iszik
Lassabban öregszik, aki elég vizet iszik
Akár 50%-kal növelheti a biológiai és valós életkor közötti különbséget az elégtelen vízbevitel. Milyen összefüggés áll fenn a test öregedése és a vízivás között és mennyit kell inni naponta?
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.