28.02.2025

Jure Japelj

Nevtrini so majceni delci brez naboja in z izjemno majhno maso. Kljub temu, da jih je v vesolju vse polno, izjemno redko reagirajo z ostalo snovjo, zato jih je zelo težko detektirati. Detektorji nevtrinov na Zemlji so gigantske strukture. Lep primer je detektor IceCube, kubični kilometer velik detektor vstavljen v Antarktični led.

Tudi v naši bližini se nahaja takšen gromozanski detektor nevtrinov. V okviru projekta KM3NET sta v Sredozemskem morju zrasla dva observatorija, in sicer v morju ob obali Toulona v Franciji in ob obali mesta Portopalo de Capo Passere v Italiji. Kmalu naj bi se jim pridružil še observatorij na obali Grčije.

Detektorji za lovljenje nevtrinov izkoriščajo veliko prostornino medija (vode oziroma ledu). Slej ko prej kakšen nevtrino vendarle reagira z molekulami, pri čemer nastane delec, ki se giblje z zelo veliko hitrostjo. Tako veliko, da v vodi potuje hitreje kot svetloba, zato pri tem nastane tako imenovano sevanje Čerenkova v vidni svetlobi. Vsak observatorij sestoji iz stotine vertikalno postavljeni žic, na katerih je na ducate detektorjev, ki lovijo sevanje Čerenkova.

Observatorij v Italiji je 13. februarja 2023 detektiral delec muon; svetlobo, nastalo pri potovanju delca je detektirala tretjina vseh detektorjev. Rekonstrukcija dogodka je pokazala, da je muon nastal pri trku nevtrina z atmosfero. Nevtrino je imel energijo okoli 220 petaelektrovoltov (PeV), kar je tridesetkrat več kot je bila energija prejšnjega rekorderja. Rezultati so bili objavljeni v reviji Nature.

Tako visoka energija je bila za nekatere presenečenje. Fiziki niso vedeli, da imajo nevtrini lahko tako visoke energije.

Nastanek nevtrina s tako visoko energijo zaenkrat ni pojasnjen. Lahko bi nastal pri zvezdnih eksplozijah, kot so supernove ali izbruhi sevanja gama. Mogoče takšen delec lahko nastane v aktivnih galaktičnih jedrih. Možno je tudi, da nevtrino pridobi energijo pri sipanju na svetlobi mikrovalovnega sevanja ozadja. Ker je težko določiti smer, iz katere je prišel nevtrino, bo odgovor verjetno dala statistična analiza. Čakamo torej na še več detekcij nevtrinov visokih energij.

Naslovna slika: Ilustracija detektorja nevtrinov KM3NET v Mediteranskem morju.  Avtorstvo: KM3NET

Vse novice