O echipă internațională de astronomi, folosind o vastă rețea de senzori amplasată pe fundul Mării Mediterane și aflată încă în construcție, a detectat o particulă cosmică de înaltă tensiune. De fapt, este cea mai energetică particulă înregistrată vreodată.
Această particulă subatomică, cunoscută sub numele de neutrino, are o energie de 30 de ori mai mare decât oricare dintre sutele de neutrini detectați anterior. Neutrinii sunt denumiți adesea „particule fantomă” datorită capacității lor de a traversa orice tip de materie fără a fi opriți sau deviați. Proveniți din cele mai îndepărtate regiuni ale cosmosului, acești mesageri invizibili ai universului nu au aproape deloc masă și pot străbate stele, planete și galaxii întregi fără să își piardă structura.
Un studiu realizat de colaborarea internațională KM3NeT, ce reunește peste 360 de oameni de știință din întreaga lume, a fost publicat miercuri în prestigioasa revistă Nature, citat de CNN.
„Neutrinii sunt mesageri cosmici deosebiți, oferindu-ne informații unice despre mecanismele care generează cele mai energetice fenomene din univers și permițându-ne să explorăm cele mai îndepărtate colțuri ale cosmosului”, a declarat Rosa Coniglione, coautoare a studiului, purtătoare de cuvânt adjunctă a KM3NeT și cercetătoare la Institutul Național de Fizică Nucleară din Italia.
O descoperire de proporții cosmice
Neutrino-ul record, denumit KM3-230213A, are o energie impresionantă de 220 milioane de miliarde de electronvolți. Această valoare uluitoare îl face de 30.000 de ori mai puternic decât particulele accelerate aproape de viteza luminii în celebrul accelerator de particule Large Hadron Collider (LHC) de la CERN, Geneva.
„O modalitate prin care îmi place să explic acest fenomen este să compar energia acestui neutrino cu energia eliberată prin fisiunea unui miliard de atomi de uraniu. Este un număr uluitor, mai ales dacă ne gândim la energia produsă în reactoarele noastre nucleare”, a explicat Dr. Brad K. Gibson, coautor al studiului.
Această descoperire reprezintă una dintre primele dovezi că neutrinii cu energii atât de mari pot fi creați în univers. Cercetătorii cred că această particulă provine din afara Căii Lactee, dar sursa sa exactă rămâne necunoscută. Acest mister ridică o întrebare esențială: ce fenomen cosmic extrem a generat neutrino-ul și l-a propulsat prin întregul cosmos? Printre posibilele surse se numără găurile negre supermasive, exploziile de raze gamma sau rămășițele supernovelor.
Descoperirea deschide un nou capitol în astronomia neutrinilor, oferind o metodă revoluționară de observare a universului, a explicat Paschal Coyle, purtător de cuvânt al KM3NeT și cercetător la Centrul Național de Cercetare Științifică – Centrul de Fizică a Particulelor din Marsilia, Franța.
„KM3NeT a început să exploreze un domeniu de energie și sensibilitate în care neutrinii detectați pot proveni din fenomene astrofizice extreme”, a spus Coyle.
O lumină în adâncurile oceanului
Neutrinii sunt extrem de greu de detectat, deoarece rareori interacționează cu materia. Totuși, atunci când intră în contact cu gheața sau apa, aceștia emit o lumină albastră detectabilă de rețele de senzori optici digitali.
Un exemplu celebru este Observatorul de Neutrini IceCube de la Polul Sud, care utilizează o rețea de peste 5.000 de senzori îngropați în ghețurile Antarcticii. Activ din 2011, acest detector a identificat sute de neutrini, dintre care unii au fost corelați cu surse cosmice.
În anii 2010, o echipă internațională de cercetători a propus construirea unei rețele similare de detectoare pe fundul oceanului, cunoscută sub numele de KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope). Instalarea acestei rețele a început în 2015.
Rețeaua KM3NeT a înregistrat detecția record pe 13 februarie 2023, când neutrino-ul a fost captat de unul dintre cele două mari detectoare ale sale. ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss), situat la 3.450 de metri adâncime în largul Siciliei, proiectat pentru a detecta neutrini de energie înaltă, în timp ce ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss), este situat la 2.450 de metri adâncime, lângă Toulon, Franța, specializat în neutrini de energie mai mică.
Deși rețeaua KM3NeT este încă în construcție, senzorii deja funcționali au fost suficienți pentru a detecta neutrino-ul extrem de energetic. În momentul detecției, ARCA opera cu doar 10% din componentele planificate, însă particula a activat peste o treime dintre senzorii activi, generând peste 28.000 de fotoni de lumină.
Un mister cosmic în așteptarea răspunsurilor
Dacă energia acestui neutrino ar fi transformată într-o unitate de măsură uzuală, ar echivala cu 0,04 jouli—energia unui mingi de ping-pong lăsat să cadă de la 1 metru înălțime, a explicat Aart Heijboer, coordonator de fizică al KM3NeT.
„Nu este o cantitate mare de energie în termeni obișnuiți, dar faptul că o asemenea comparație este posibilă este remarcabil în sine. Toată această energie era conținută într-o singură particulă elementară”, a spus Heijboer.
La scară subatomică, acest neutrino este considerat ultra-energetic, având de 1 miliard de ori 100 de milioane de orienergia unui foton de lumină vizibilă.
Detectarea neutrinilor pe Pământ le permite cercetătorilor să identifice sursele acestora. Înțelegerea originii acestor particule ar putea oferi indicii despre razele cosmice misterioase, care bombardează constant Pământul și sunt formate din protoni sau nuclee atomice. Aceste raze sunt produse de unele dintre cele mai puternice acceleratoare naturale de particule din univers.
Ştiri video recomandate
