Глубоководный детектор KM3NeT зафиксировал в Средиземном море самое энергичное нейтрино в истории

В текущем году произошло научное событие, которое продолжает будоражить умы физиков всего мира. Детектор KM3NeT, расположенный на глубине Средиземного моря, зафиксировал нейтрино с беспрецедентно высокой энергией — 220 петаэлектронвольт (ПэВ).

Обнаруженная частица, получившая обозначение KM3-230213A, поставила перед учеными серьезную загадку. Ни один известный астрофизический объект в пределах Млечного Пути не способен генерировать нейтрино с такой колоссальной энергией. Это заставляет исследователей искать объяснение за пределами нашей галактики.

^{Визуализация  смоделированного события в детекторе KM3NeT/ORCA. (Изображение предоставлено: KM3NeT)}

Детектор ARCA, часть еще не достроенного нейтринного телескопа KM3NeT, зафиксировал следы мюона, образовавшегося при взаимодействии нейтрино с молекулой воды. Горизонтальное направление движения частицы исключило возможность ее земного происхождения. Анализ показал, что источник, вероятно, находится в направлении созвездия Ориона.

Особенность этого открытия заключается в том, что:

• энергия частицы в 30 раз превышает предыдущий рекорд,
• ни один известный галактический источник не объясняет такие показатели,
• детектор работал лишь на 10% своей мощности.

Ученые рассматривают несколько гипотез происхождения:

1. Катастрофические внегалактические события (гамма-всплески, активность черных дыр).
2. Взаимодействие ультра-энергетических космических лучей с реликтовым излучением.
3. Неизвестные ранее астрофизические процессы.

Особый интерес представляет вторая гипотеза. Если она подтвердится, это станет первым прямым доказательством существования предела Грейзена-Зацепина-Кузьмина — теоретического ограничения энергии космических лучей.

Парадоксально, но это открытие было сделано детектором, который еще не вышел на полную мощность. На момент обнаружения работала лишь 21 из 230 запланированных линий детектирования. Это дает ученым надежду на новые открытия по мере завершения строительства KM3NeT.

Сейчас исследовательские группы по всему миру анализируют данные, пытаясь найти аналогичные события в архивах других нейтринных обсерваторий. Особое внимание уделяется поиску корреляции с другими высокоэнергетическими явлениями в указанном направлении.