Több milliárd esztendeje indult útnak egy neutrínó, hogy végül Szicília partjainál találkozzon a Földdel, ezzel egy csodálatos utazás végére érve.

A KM3NeT, a Szicília partjainál üzemelő tenger alatti teleszkóprendszer, felfedezte a valaha mért legnagyobb energiájú neutrínót. E titokzatos szubatomi részecskét 2023. február 13-án észlelték a 378 detektorból álló hálózat tagjai, melyek 3450 méter mélyen a Földközi-tenger alatt működnek. A rendszer célja, hogy a rá áthaladó neutrínókat tanulmányozza, hozzájárulva ezzel a részecskefizika rejtélyeinek megértéséhez.

A megfigyelt részecske esetében a műszerek lenyűgöző 220 petaelektronvoltos (PeV) értéket mértek, ami több mint húszszorosan felülmúlja a korábbi, 10 PeV-os rekordot. Ezt a figyelemre méltó eredményt a kutatók a Nature folyóiratban publikált tanulmányukban részletezik.

A neutrínók olyan szinte észlelhetetlen részecskék, amelyek látható nyom nélkül haladnak át mindenféle anyagon, beleértve az emberi testet és a bolygók szilárd anyagát is. Ritkán előfordul, hogy kölcsönhatásba lépnek más részecskékkel, ami fényvillanásokhoz vezet. Az ilyen események megfigyelésére kifejlesztett speciális detektorok, mint például a KM3NeT, képesek rögzíteni ezeket a ritka pillanatokat. Ez a kutatók számára lehetőséget ad arra, hogy nyomozzák, honnan származnak ezek a titokzatos részecskék, és milyen szélsőséges körülmények között keletkezhettek.

Két évvel ezelőtt egy figyelemre méltó esemény zajlott, amely során több mint 28 ezer fotont észleltek. Mindez akkor történt, amikor a neutrínók áthaladtak, és az általuk generált részecskék a detektorok teljes térfogatán keresztül haladtak. Érdekes módon a részecskék szóródása szinte teljesen vízszintes irányban történt, ami azt jelenti, hogy a neutrínóknak jelentős mennyiségű kőzetrétegen és vízfelszínen kellett átkelniük, mielőtt kölcsönhatásba léptek volna a KM3NeT látómezőjében található atomokkal. A kölcsönhatás következtében keletkező müon részecske fényt bocsátott ki, amelynek energiáját 120 PeV-ra becsülték – ez pedig rendkívül magas érték egy müon esetében.

A kutatók álláspontja szerint az itt áthaladó neutrínó rendkívüli ereje arra utal, hogy csupán a legextrémebb kozmikus események képesek ilyen jelenséget létrehozni. Feltevéseik szerint ez a neutrínó egy blazárból származhat, amely nem más, mint egy szupernagy energiájú, a Föld felé intenzíven sugárzó aktív galaxismag. Ez azt jelenti, hogy a részecske több száz millió, sőt, akár milliárd éven keresztül utazhatott, mielőtt végül Szicília partjainál megtalálta volna célját.

Egy másik elmélet szerint azonban nem egy blazár küldte felénk a részecskét, hanem ez lehet az elsőként megfigyelt kozmogén neutrínó, amely akkor keletkezik, amikor a nagy energiájú kozmikus sugarak az ősrobbanásból visszamaradt háttérsugárzással ütköznek. Ha ez igaznak bizonyul, az úttörő felfedezés lehet, amely új utakat nyithat a világegyetem eredetének tanulmányozásában.

A K3NeT Kollaboráció tudósai mindenesetre megvizsgálták a neutrínó útját, és azonosítottak 12 blazárt, ahonnan származhat, de a pontos forrását nem tudták megfejteni, így tovább kutatják a lehetséges eredetet, mindkét fő teóriát figyelembe véve.