Neutriinot, lähes käsittämättömät alkeishiukkaset, kulkevat aineen läpi ilman vuorovaikutusta sen kanssa. Niiden havaitseminen on teknologinen haaste, mutta niiden tutkimus tarjoaa arvokasta tietoa äärimmäisistä astrofysikaalisista tapahtumista. Tämä neutriino, jonka energia on 220 petaelektronivolttia (eli 220 miljoonaa miljardia elektronivolttia), avaa uuden ikkunan universumiin.

Taiteellinen näkemys KM3NeT-tunnistimesta
© Camille Combes, Ouvreboîte-toimisto
Kuva Wikimedia
© Camille Combes, Ouvreboîte-toimisto
Kuva Wikimedia
Ennätyksellinen energia pienelle hiukkaselle
Kolmekymmentä kertaa aiemmin havaittujen neutriinojen energiaa suurempi neutriino haastaa nykyiset astrofysikaaliset mallit. Sen alkuperä voisi liittyä väkivaltaisiin kosmisiin ilmiöihin, kuten tähtien räjähdyksiin tai supermassiivisiin mustiin aukkoihin.Tämä havaitseminen oli mahdollista KM3NeT-teleskoopin ansiosta, joka on upotettu 3 450 metrin syvyyteen. Tämä teleskooppi sisältää valosensoreita, jotka ovat rekisteröineet neutriinon aiheuttamaa Tšerenkov-valoa erittäin harvinaisessa vuorovaikutuksessa veden kanssa, sekä sen ylinopeuden tässä ympäristössä.
KM3NeT: huipputason merialueen observatorio
KM3NeT-teleskooppi, joka ei ole vielä täysin valmis, koostuu kahdesta paikasta: ARCA, joka on omistettu korkean energian neutriinoille, ja ORCA, joka on erikoistunut matalan energian neutriinoihin. Nämä tilat hyödyntävät syvän veden ominaisuuksia neutriinojen havaitsemiseksi vertaansa vailla olevalla tarkkuudella.Merialue tarjoaa ihanteelliset olosuhteet: ei häiritsevää valoa ja veden läpinäkyvyyttä. Pohjaan ankkuroituneet sensorit havaitsevat neutriinojen tuottamat valonvälähdykset, mikä mahdollistaa niiden kulkureitin ja energian rekonstruoinnin.
Yhä salaperäinen alkuperä
Tutkijat pyrkivät jäljittämään tämän neutriinon lähteen, joka voisi olla peräisin ekstragalaktisesta tapahtumasta. Blazarit, supermassiiviset mustat aukot tai gammasäteilypurkaukset ovat joitakin harkittuja hypoteeseja.Neutriinon suunnan ja energian analysointi auttaa tarkentamaan näitä hypoteeseja. Tämä löytö voi myös valaista kosmisten säteiden alkuperää, ultraenergisiä hiukkasia, joiden lähde on edelleen tuntematon.
Uusi aikakausi neutriinotutkimuksessa
Tämä havaitseminen merkitsee uuden aikakauden alkua neutriinojen tutkimuksessa. Kun KM3NeT on täysin valmis, se mahdollistaa yhä useampien näiden hiukkasten havainnoinnin ja äärimmäisten kosmisten ilmiöiden paremman ymmärtämisen.Neutriinot, kosmiset sanansaattajat, tarjoavat ainutlaatuisen näkemyksen universumista. Niiden tutkimus yhdessä gravitaatioaaltojen ja gammasäteiden tutkimuksen kanssa avaa tien moniviestintäastronomialle.
Lisätietoja: Mikä on neutriino?
Neutriinot ovat alkeishiukkasia, joilla ei ole sähkövarausta ja joiden massa on lähes olematon. Ne syntyvät ydinreaktioissa, kuten auringossa tai supernovissa, ja kulkevat aineen läpi erittäin alhaisella vuorovaikutustodennäköisyydellä, mikä tekee niiden havaitsemisesta haastavaa.Niiden tutkimus auttaa ymmärtämään äärimmäisiä astrofysikaalisia prosesseja paremmin. Korkean energian neutriinot, kuten KM3NeT:llä havaittu, syntyvät väkivaltaisissa kosmisissa tapahtumissa, kuten mustissa aukoissa tai gammasäteilypurkauksissa.
Kuinka neutriinoja havaitaan?
Neutriinojen havaitseminen perustuu Tšerenkov-valon tarkkailuun, joka syntyy, kun neutriino vuorovaikuttaa atomiytimen kanssa vedessä tai jäässä. Tämä valo tallennetaan optisten sensoriverkostojen, kuten KM3NeT:n tai Antarktikalla sijaitsevan IceCubin, avulla.Merialueen tai jäässä olevat teleskoopit tarjoavat riittävän havaitsemisvolyymin näiden äärimmäisen harvinaisten vuorovaikutusten sieppaamiseksi. Nämä tilat vaativat edistyksellisiä teknologioita toimiakseen äärimmäisissä ympäristöissä.