رصدت النيوترينو التي تحطم قياسيا تمزق في البحر الأبيض المتوسط

إن النيوترينو القوي المذهل الذي كان قد اندلع من خلال كاشف جسيمات جديد في البحر الأبيض المتوسط ​​، قد فاجأ علماء الفيزياء ، وقد يكون ذلك أول لمحة محيرة في بعض أكثر الأحداث الكارثة في الكون ، مثل دمج الثقوب السوداء الفائقة.

بالكاد تتفاعل النيوتريونات ، التي يشار إليها أحيانًا باسم “جزيئات الأشباح” ، مع معظم المواد لأنها بلا كتلة تقريبًا وليس لها شحنة كهربائية. هذا يعني أن أجهزة الكشف عن النيوترينو تتضمن عادة كميات هائلة من المواد الكثيفة ، مثل الماء أو الجليد ، على أمل أن يطرق النيوترينو القوي ذرة وتنتج دشًا من الجسيمات التي تكشف عن علامات محددة لوجودها.

لقد فعل داميان دورنيتش في مركز فيزياء جسيمات مرسيليا في فرنسا وزملاؤه ذلك تمامًا ، حيث اكتشفوا النيوترينو الأكثر نشاطًا على الإطلاق. استخدم الفريق تلسكوب نيوترينو المكعب (KM3NET) ، وهو زوج من صفائف الكاشف في أسفل البحر الأبيض المتوسط ​​، الذي التقط النيوترينو في 13 فبراير 2023. لم يكتمل الكاشف بنسبة 10 في المائة فقط في ذلك الوقت ، لذلك استغرق الأمر دورنيك وفريقه على حين غرة.

“أولاً ، كنا في حيرة من أمرنا” ، كما يقول. “عندما أدركنا المزيد والمزيد من أن هذا الحدث استثنائي حقًا ، كنا متحمسين حقًا.”

بدت الإشارة واعدة ، تظهر كخط مشرق أفقي تقريبًا في الكاشف. يعتقد الباحثون أن هذا قد تم إنشاؤه بواسطة جزيئات صغيرة تشبه الإلكترون تسمى Muons التي تم إنتاجها في أعقاب النيوترينو التي تنتقد عبر الكاشف وأعطت الضوء الذي يمكن أن تلتقطه كاشفات KM3Net.

https://www.youtube.com/watch؟v=gpuargix2u4

عندما أعلن الباحثون لأول مرة عن النتيجة في عام 2024 ، كانوا لا يزالون يحسبون الطاقة الدقيقة للجسيم. يقول مورغان واسكو من جامعة أكسفورد: “لقد فوجئوا بوضوح بأنهم رأوا شيئًا عالياً ، لذا فإن عمليات محاكاة النيوتريونات الخاصة بهم لم ترتفع إلى مستوى الطاقة حتى الآن ، لم يتوقعوا أن يروا أي شيء نشط”. .

لتأكيد النتيجة ، كان على الباحثين أولاً حساب آثار المصادر الأخرى التي يمكن أن تضيء كاشفاتهم ، مثل النيوتريونات المنتجة عند الجسيمات المشحونة من الفضاء ، والتي تسمى الأشعة الكونية ، تضرب الغلاف الجوي للأرض. يُعتقد أن مثل هذه الإشارات يفوق عدد النيوتريونات ذات الطاقة العالية من مصادر كونية أكثر بعيدة بمليار إلى واحد.

الآن ، حسبوا أن النيوترينو كان لديه طاقة من 120 Peta-Electron Volts (PEV). هذا أعلى حوالي 10 مرات من حامل الرقم القياسي السابق ، الذي اكتشفه مرصد Icecube Neutrino في أنتاركتيكا. هذا النطاق PEV Energy أيضًا أكثر من آلاف المرات أكثر من الجزيئات الأكثر نشاطًا التي يتم إنتاجها في مسرعات على الأرض ، مثل مصادم Hadron الكبير في CERN.

يمكن أن يمنحنا الكشف عن مثل هذه النيوتريونات عالية الطاقة رؤى فريدة للأحداث التي تنتجها ، مثل الثقوب السوداء التي تتراكم المادة أو انفجارات السوبرنوفا ، والتي تعطي أنفسهم أشعة كونية تنتج النيوترونات عند صنعها. يقول Wascko: “يتم شحن الأشعة الكونية ، ونفقد معظم موقع التكوين الأصلي لأنها تعبر المساحة بين النجوم ، لكن النيوتريونات ستشير إلى الخلف مباشرة”.

يقول دورنيتش إنه في هذه الحالة ، يؤدي بعد ظهور النيوترينو إلى مجموعة كبيرة نسبيًا من المساحة ، مما يجعل من الصعب تحديد موقع مصدر دقيق ، ولكن يجب أن تسمح لهم التحسينات المخططة للتلسكوب بتحديد كائن في حالة رصد كائن قوي بالمثل. مستقبل.