Прибулець із глибокого космосу: фізики виявили примарну частинку з найвищою енергією

Фізики за допомогою нейтринного телескопа KM3NeT, розташованого на дні Середземного моря, виявили примарну частинку, або нейтрино, з найвищою енергією серед усіх відомих. Ця елементарна частинка прибула на Землю майже зі швидкістю світла з-за меж Чумацького Шляху. У вчених є 12 потенційних джерел цього нейтрино. Дослідження опубліковано в журналі Nature, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Нейтрино часто називають примарними частинками, адже в них немає заряду і вони мають надзвичайно малу масу, а тому їх дуже складно виявити. При цьому нейтрино пролітають майже зі швидкістю світла через практично будь-які об'єкти у Всесвіті. Щосекунди через ваше тіло пролітає приблизно 100 трлн нейтрино.

На дні Середземного моря на глибині 3450 метрів розташований нейтринний телескоп KM3NeT, що складається з тисяч датчиків для реєстрації нейтрино. Саме цей підводний детектор виявив спалах світла, створений часткою мюоном, але характеристики цієї частинки вказують на те, що вона була створена, коли нейтрино з надзвичайно високою енергією зіткнулося з іншою елементарною частинкою.

Фізики визначили енергію нейтрино за кількістю світла, зафіксованого підводним детектором. Виявилося, що енергія нейтрино становить 220 мільйонів мільярдів електрон-вольт. Це в 30 000 більше, ніж можуть отримати частинки під час прискорення у Великому адронному колайдері. Щоб отримати таку енергію частинки в найбільшому прискорювачі частинок на Землі довжиною 27 км, він повинен мати довжину екватора Землі, тобто 40 000 км.

Учені вважають, то нейтрино з найвищою енергією прибуло з-за меж Чумацького Шляху і у фізиків є 12 потенційних джерел цієї частинки. Передбачається, що це один із 12 блазарів, тобто об'єктів, які створюють надмасивні чорні діри в центрах галактик. Часто чорні діри створюють під час активного поглинання матерії дуже яскраві квазари, і при цьому з них виходять струмені плазми довжиною в сотні світлових років. Якщо такий струмінь спрямований у бік Землі, то цей об'єкт називається блазаром.

Ці струмені також складаються з високоенергетичних частинок під назвою космічні промені та потужного електромагнітного випромінювання. Коли частинки космічних променів стикаються з іншими елементарними частинками в галактиці, вони посилають потоки високоенергетичних нейтрино.

Але фізики також вважають, що виявлене нейтрино з найвищою енергією могло виникнути під час зіткнення протонів із космічних променів із фотоном у реліктовому випромінюванні. Воно виникло незабаром після Великого вибуху, коли фотони, тобто частинки світла, почали вільно переміщатися Всесвітом.

Якщо остання версія правильна, то фізики вперше виявили космогенне нейтрино. Вважається, що такі частинки мають існувати, але їх ще ніколи не виявляли.

Як уже писав Фокус, розкрити секрет найщільніших зірок допоможе явище, передбачене Ейнштейном. Новий спосіб вивчення нейтронних зірок допоможе з'ясувати, з чого вони складаються насправді.

Також Фокус писав про гіпотезу фізиків, яка змінює уявлення про Всесвіт, адже передбачає наявність особливих дивних епох в його історії.