Введение: Загадка частицы, пробежавшей сквозь Землю
Фото: The KM3NeT Collaboration.
Космические нейтрино — это «призраки» Вселенной. Они проходят сквозь планеты, как свет через стекло, но иногда попадают в наши детекторы. Теперь учёные зафиксировали нейтрино с энергией 120 петаэлектронвольт — это в 10 000 раз больше, чем в земных ускорителях!
1. Что такое нейтрино?
- «Призрачные частицы : Они почти не взаимодействуют с веществом.
- Рождаются в катастрофах : Сверхновые, столкновения чёрных дыр, активные галактики.
- Зачем их искать? : Они рассказывают о самых жестких событиях во Вселенной.
2. Как его поймали?
Детектор KM3NeT-ARCA расположен на дне Средиземного моря (глубина 3450 м). Он состоит из 33 вертикальных нитей , каждая с 18 датчиками.
Как работает:
- Нейтрино сталкивается с водой → рождается мюон (частица, похожая на электрон).
- Мюон движется быстрее скорости света в воде → создаёт черенковское излучение (синий свет).
- Датчики фиксируют свет → восстанавливают траекторию нейтрино.
3. Рекордный нейтрино KM3-230213A
Источник: The KM3NeT Collaboration.
- Энергия : 120 петаэлектронвольт (предыдущий рекорд — 6 петаэлектронвольт).
- Путь : Пролетел через Землю, пробежав 10 000 км.
- Что удивило учёных : Частица пришла из-под горизонта, что исключает близкие источники (например, Солнце).
4. Откуда он взялся? 12 кандидатов
Учёные проверили 12 блазаров — активных ядер галактик, где сверхмассивные чёрные дыры выбрасывают джеты (потоки материи).
Почему блазары?
- Джеты содержат космические лучи (протоны, ядра атомов).
- Когда эти частицы сталкиваются с фотонами, рождаются нейтрино.
Пример:
Блазар PKS B0735+178 может быть источником — его джет направлен прямо на Землю.
5. Почему это важно?
- Новые границы : Теперь мы знаем, где искать ещё более мощные нейтрино.
- Тайна Вселенной : Эти частицы помогут понять, как работают чёрные дыры и сверхновые.
Цитата доктора Александра Войтюка (KM3NeT Collaboration):
«Мы словно нашли иголку в стоге сена. Это открывает дорогу к пониманию самых экстремальных процессов».
6. Как это связано с жизнью на Земле?
- Защита : Космические нейтрино не опасны — они проходят сквозь нас без вреда.
- Технологии : Исследования помогают создавать новые детекторы для медицины и безопасности.
7. Заключение: Мы только начинаем
Источник: The KM3NeT Collaboration.
Открытие показывает:
- Вселенная полна сюрпризов .
- Наши детекторы становятся лучше — скоро мы увидим нейтрино с энергией в миллионы петаэлектронвольт.
Факт:
Если бы нейтрино KM3-230213A было видимым светом, оно осветило бы комнату ярче, чем тысяча прожекторов.
Примечание:
Статья основана на публикации в журнале Nature и интервью с участниками коллаборации KM3NeT.