Unde a fost descoperită „particula fantomă” de la nașterea Universului

O echipă internațională de cercetători a detectat cea mai energetică „particulă fantomă” descoperită vreodată, folosind o rețea de senzori amplasați pe fundul Mării Mediterane. 

Această particulă, cunoscută sub numele de neutrino, are o energie de 30 de ori mai mare decât oricare dintre cele câteva sute de neutrini observați anterior. Neutrinii sunt particule subatomice extrem de greu de detectat, deoarece nu interacționează aproape deloc cu materia. Deși provin din cele mai îndepărtate colțuri ale universului și traversează planete, stele și galaxii, structura lor rămâne intactă.

„Neutrinii sunt mesageri cosmici speciali, aducându-ne informații unice despre mecanismele implicate în cele mai energetice fenomene și permițându-ne să explorăm cele mai îndepărtate zone ale Universului”, a declarat coautorul studiului Rosa Coniglione, purtător de cuvânt adjunct KM3NeT și cercetător la Institutul Național de Fizică Nucleară INFN din Italia.

O particulă energetică de la nașterea Universului

Analiza acestei particule, denumită KM3-230213A, a fost realizată de KM3NeT Collaboration, o echipă de peste 360 de cercetători din întreaga lume. Descoperirea a fost publicată în revista Nature, citată de CNN. Energia neutrino-ului a fost estimată la 220 milioane de miliarde de electronvolți, de 30.000 de ori mai mare decât cea generată de celebrul accelerator de particule Large Hadron Collider (CERN) de lângă Geneva.

Acești neutrini pot fi creați prin interacțiunea protonilor cu fotonii rămași de la Big Bang. Ei călătoresc aproape cu viteza luminii, iar detectarea lor oferă indicii despre originea razelor cosmice, cele mai energetice particule din univers.

Neutrinii sunt invizibili și greu de observat, dar atunci când interacționează cu apa sau gheața, emit o lumină albastră. Acesta este principiul folosit de telescoapele de neutrini, precum KM3NeT din Marea Mediterană și IceCube din Antarctica. KM3NeT a fost conceput pentru a detecta aceste particule folosind un sistem de senzori ancorați pe fundul mării.

Descoperirea neutrino-ului record a avut loc pe 13 februarie 2023, când particula a fost captată de detectorul ARCA, situat la 3.450 de metri adâncime, în largul Siciliei. La momentul detecției, doar 10% din senzorii planificați erau instalați, dar suficienți pentru a surprinde evenimentul. Particula a generat semnale în peste o treime din senzorii activi și a produs peste 28.000 de fotoni de lumină.

O componentă extraterestră

Cercetătorii cred că neutrino-ul provine din afara galaxiei noastre, însă originea sa exactă rămâne necunoscută. Posibile surse includ găuri negre supermasive, explozii de raze gamma sau rămășițe de supernove. Echipa a identificat 12 posibili blazari – nuclee extrem de luminoase ale unor galaxii active – care ar putea fi responsabili pentru acest fenomen, dar sunt necesare studii suplimentare.

„Multe detecții de neutrini cosmici nu reușesc să arate corelații puternice cu obiectele catalogate, indicând probabil populații sursă care sunt foarte îndepărtate de Pământ sau sugerând un tip de obiect astrofizic încă nedescoperit”, a declarat Erik K. Blaufuss, om de știință și astrofizician de particule în cadrul Departamentului de Fizică de la Universitatea de din Maryland, College Park.