Το εύρημα, που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature, παρέχει την πρώτη απόδειξη ότι νετρίνα τόσο υψηλών ενεργειών παράγονται στο Σύμπαν και μας δίνει πληροφορίες για τα γεγονότα που συμβαίνουν έξω από τον Γαλαξία μας.
Πρόκειται για μικροσκοπικά υποατομικά σωματίδια, με εξαιρετικά μικρή μάζα και χωρίς ηλεκτρικό φορτίο που μπορούν να ταξιδέψουν ανεμπόδιστα από τα πιο απομακρυσμένα σημεία του σύμπαντος.
Παρόλο που είναι το δεύτερο μεγαλύτερο σε αφθονία σωματίδιο στο Σύμπαν μετά από τα φωτόνια (το φως), τα σωματίδια αυτά αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη με αποτέλεσμα κάθε δευτερόλεπτο δισεκατομμύρια από αυτά να περνούν από μέσα μας χωρίς να αφήνουν ίχνη.
Παράγονται σε ένα τεράστιο εύρος ενεργειών και σε πολλές διαφορετικές διεργασίες, από μεγάλη ποσότητα νετρίνων χαμηλής ενέργειας που παράγονται σε διεργασίες πυρηνικής σύντηξης στον Ήλιο μας, ως και μικρή ποσότητα νετρίνων υψηλής ενέργειας που προέρχονται από συγκρούσεις σωματιδίων σε κατακλυσμικά κοσμικά γεγονότα, όπως η έκρηξη άστρων ή η δραστηριότητα μαύρης τρύπας.
«Τα νετρίνα μάς δίνουν τελικά εικόνες του Σύμπαντος που δεν τις ξέραμε. Μας δίνουν πληροφορίες για τη θέση των πηγών από τις οποίες προέρχονται, για την ενέργεια την οποία μεταφέρουν, για τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στις πηγές τους. Οπότε κατανοούμε καλύτερα το τι συμβαίνει στα βίαια αστροφυσικά φαινόμενα στο Σύμπαν», εξηγεί η διευθύντρια ερευνών του Ινστιτούτου Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής του Δημόκριτου, Αικατερίνη Τζαμαριουδάκη.
Η ανίχνευση νετρίνων απαιτεί πολύ μεγάλα παρατηρητήρια που βρίσκονται βαθιά κάτω από το νερό ή στον πάγο.
Ένα τέτοιο παρατηρητήριο είναι το τηλεσκόπιο KM3NeT που βρίσκεται βαθιά στη Μεσόγειο και είναι σχεδιασμένο για να καταγράψει γεγονότα νετρίνων υψηλής ενέργειας μέσω αυτών των λάμψεων φωτός.
Τον Φεβρουάριο του 2023 η διεθνής επιστημονική κοινοπραξία KM3NeT, που συγκεντρώνει περισσότερους από 360 επιστήμονες 68 ιδρυμάτων από 22 χώρες σε όλο τον κόσμο κατέγραψε με το τηλεσκόπιο αυτό ένα μοναδικό γεγονός νετρίνο που ονομάστηκε KM3-230213A. Ήταν μοναδικό γιατί έχει εκτιμώμενη ενέργεια περίπου 220 PeV, δηλαδή 220 εκατομμύρια δισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ. Η ενέργειά του είναι 30 φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια του πιο υψηλοενεργειακού νετρίνου που έχει ανιχνευθεί ποτέ μέχρι σήμερα.
«Αυτή η πρώτη ανίχνευση ενός νετρίνου εκατοντάδων PeV ανοίγει ένα νέο κεφάλαιο στην αστρονομία των νετρίνων και ένα νέο παράθυρο παρατήρησης στο Σύμπαν», σχολιάζει o Πασκάλ Κόιλ.
Το τηλεσκόπιο νετρίνων KM3NeT, η κατασκευή του οποίου είναι σε εξέλιξη, αποτελεί μία γιγαντιαία υποθαλάσσια υποδομή κατανεμημένη σε δύο ανιχνευτές, που ονομάζονται ARCA και ORCA. Στην τελική του μορφή το KM3NeT θα καταλαμβάνει όγκο μεγαλύτερο από ένα κυβικό χιλιόμετρο.
Ο ανιχνευτής ARCA, που έκανε τη συγκεκριμένη ανακάλυψη, έχει τοποθετηθεί στα βαθιά νερά της Σικελίας, σε βάθος 3.450 μέτρων, και σε απόσταση περίπου 80 χιλιομέτρων από την ακτή Πορτοπάλο Ντι Κάπο Πασέρο.
Ο δεύτερος ανιχνευτής ORCA αφορά στη μελέτη νετρίνων χαμηλότερων ενεργειών. Είναι τοποθετημένος σε βάθος 2.450 μέτρων, περίπου 40 χιλιόμετρα από την ακτή της Τουλόν στη Γαλλία.
Η προέλευση του νετρίνου δεν είναι ακόμα σαφής. Μπορεί να προέρχεται από έναν ισχυρό κοσμικό επιταχυντή, όπως ένας ενεργός γαλαξιακός πυρήνας ή μια έκρηξη ακτίνων γάμμα. Εναλλακτικά, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι θα μπορούσε να είναι ένα κοσμογονικό νετρίνο, που παράγεται κατά την αλληλεπίδραση μιας εξαιρετικά υψηλής ενέργειας κοσμικής ακτίνας με την ακτινοβολία υποβάθρου στο Σύμπαν.
Μελλοντικές μελέτες θα επικεντρωθούν στην ανίχνευση περισσότερων τέτοιων γεγονότων για να δημιουργηθεί μια σαφέστερη εικόνα της προέλευσής τους.
Σημειώνεται ότι το πείραμα αποτελεί συνέχεια τριών πιλοτικών πειραμάτων για την ανίχνευση νετρίνων που ολοκληρώθηκαν, ένα εκ των οποίων ήταν το πείραμα Nestor που διεξήχθη στην Πύλο, ενώ τα άλλα δύο στη νότια Γαλλία και τη Σικελία.
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου