SAOPŠTENJE ZA JAVNOST
KM3NeT Collaboration najavljuje otkrivanje kosmičkog neutrina sa rekordnom energijom od oko 220 PeV iz ponora Sredozemnog mora.
|
Cubic Kilometre Neutrino Telescope ili KM3NeT je buduća evropska istraživačka infrastruktura koja će se nalaziti na dnu Sredozemnog mora. U njemu će se nalaziti neutrino teleskop nove generacije u obliku detektora Čerenkov sa instrumentiranom zapreminom od nekoliko kubnih kilometara raspoređenih na tri lokacije u Mediteranu: KM3NeT-Fr (kod Toulona, Francuska), KM3NeT-It (kod Portopalo di Capo Passero, Sicilija, Italija) i KM3NeT-Gr (kod Pilosa, Peloponez, Grčka). KM3NeT projekat nastavlja rad u okviru projekata neutrino teleskopa: ANTARES (teleskop izgrađen kod obale Francuske), NEMO (planirani teleskop kod obale Italije) i NESTOR (planirani teleskop kod obale Grčke). KM3NeT će tražiti neutrine iz udaljenih astrofizičkih izvora kao što su ostaci supernove, eksplozije gama zraka, supernove ili zvijezde u sudaru i bit će moćno oruđe u potrazi za tamnom materijom u svemiru. Njegov primarni cilj je otkrivanje neutrina iz izvora u našoj galaksiji. Nizovi od hiljada optičkih senzorskih modula će detektovati slabu svjetlost nabijenih čestica u dubokom moru koje potiču od sudara neutrina i vode ili stijena u blizini detektora. Istraživačka infrastruktura će također sadržavati instrumente za druge nauke kao što su biologija mora, okeanografija i geofizika za dugoročno i on-line praćenje dubokog okruženja i morskog dna na dubini od nekoliko kilometara. |
Izvanredan događaj u skladu sa neutrinom sa procenjenom energijom od oko 220 PeV (jedan PeV je 1015 elektron-volti) ili 220 miliona milijardi elektron-volti, otkriven je 13. februara, 2023, detektorom ARCA kilometarskog kubnog neutrino teleskopa (KM3NeT) u dubokom moru. Ovaj događaj, nazvan KM3-230213A, je najenergičniji neutrino ikada uočen i pruža prvi dokaz da se neutrini tako visokih energija proizvode u Univerzumu. Nakon dugog i pedantnog rada na analizi i tumačenju eksperimentalnih podataka, danas, 12. februara 2025. godine, međunarodna naučna saradnja KM3NeT izveštava detalje ovog neverovatnog otkrića u članku objavljenom u časopisu Nature.
Otkriveni događaj je identifikovan kao jedan mion koji je prošao ceo detektor, izazivajući signale u više od jedne trećine aktivnih senzora. Nagib njegove putanje u kombinaciji sa njegovom ogromnom energijom pruža ubedljive dokaze da je mion nastao od interakcije kosmičkog neutrina u blizini detektora.
„Ovo prvo otkrivanje neutrina od stotine PeV otvara novo poglavlje u neutrinskoj astronomiji i novi prozor za posmatranje univerzuma“, komentariše Pashal Coile, portparol KM3NeT u vreme detekcije i istraživač u CNRS Centru National de la Recherche Scientifikue, Centre de Phisikue des Marille.
Univerzum visoke energije je carstvo kataklizmičkih, još uvek neshvaćenih događaja kao što su aktivne crne rupe u centru galaksija, eksplozije supernovih, eksplozije gama zraka. Ovi moćni kosmički akceleratori stvaraju tokove čestica koje se nazivaju kosmičkim zracima. Neki kosmički zraci mogu da komuniciraju sa materijom ili fotonima oko izvora, da bi proizveli neutrine i fotone. Tokom putovanja najenergičnijih kosmičkih zraka širom univerzuma, neki mogu takođe da stupe u interakciju sa fotonima kosmičkog mikrotalasnog pozadinskog zračenja, da bi proizveli izuzetno energične „kosmogene“ neutrine.
„Neutrini su jedna od najmisterioznijih elementarnih čestica. Oni nemaju električni naboj, gotovo da nemaju masu i samo slabo deluju sa materijom. Oni su specijalni kosmički glasnici, koji nam donose jedinstvene informacije o mehanizmima uključenim u najenergičnije pojave i omogućavaju nam da istražimo najudaljenije krajeve univerzuma“, objašnjava Rosa Coniglione, zamenik portparola KM3NeT-a u vreme detekcije, istraživač na INFN Nacionalnom institutu za nuklearnu fiziku, Italija.
Iako su neutrini druga najzastupljenija čestica u univerzumu nakon fotona, njihova slaba interakcija sa materijom čini ih veoma teškim za otkrivanje i zahtevaju ogromne detektore. Neutrino teleskop KM3NeT, koji je trenutno u izgradnji, je ogromna dubokomorska infrastruktura raspoređena preko dva detektora ARCA i ORCA. U svojoj konačnoj konfiguraciji, KM3NeT će zauzimati zapreminu veću od jednog kubnog kilometra. KM3NeT koristi morsku vodu kao medijum za interakciju za neutrine. Njegovi visokotehnološki optički moduli detektuju Čerenkovljevu svetlost, plavičasti sjaj koji se generiše tokom širenja ultrarelativističkih čestica proizvedenih u neutrinskim interakcijama kroz vodu.
„Da bi se odredio pravac i energija ovog neutrina, potrebna je precizna kalibracija teleskopa i sofisticirani algoritmi za rekonstrukciju staze. Štaviše, ova izvanredna detekcija je postignuta sa samo jednom desetinom konačne konfiguracije detektora, demonstrirajući veliki potencijal našeg eksperimenta za proučavanje neutrina i za neutrinsku astronomiju“, komentariše Aart Heijboer, KM3NeT menadžer fizike i softvera u vreme detekcije, i istraživač na Nikhef Nacionalnom institutu za subatomsku fiziku Holandije.
Detektor KM3NeT/ARCA (Astroparticle Research vith Cosmics in the Abiss) je uglavnom posvećen proučavanju neutrina najviše energije i njihovih izvora u univerzumu. Nalazi se na 3450 m dubine, oko 80 km od obale Portopalo di Kapo Pasero, na Siciliji. Njegove jedinice za detekciju (DU) visoke 700 m su usidrene na morskom dnu i pozicionirane na udaljenosti od oko 100 m. Svaki DU je opremljen sa 18 digitalnih optičkih modula (DOM) od kojih svaki sadrži 31 fotomultiplikator (PMT). U svojoj konačnoj konfiguraciji, ARCA će se sastojati od 230 DU. Prikupljeni podaci se prenose preko podmorskog kabla do obalske stanice u INFN Laboratori Nazionali del Sud.
KM3NeT/ORCA (Oscillation Research vith Cosmics in the Abiss) detektor je optimizovan za proučavanje osnovnih osobina samog neutrina. Nalazi se na dubini od 2450 m, oko 40 km od obale Tulona, Francuska. Sastojaće se od 115 DU, svaki visok 200 m i razmaknut od 20 m. Podaci koje je prikupila ORCA šalju se na obalnu stanicu u La Seine Sur Mer.
„Skala KM3NeT, koja na kraju obuhvata zapreminu od oko jednog kubnog kilometra sa ukupno oko 200 000 fotomultiplikatora, zajedno sa njegovom ekstremnom lokacijom u ponoru Sredozemnog mora, demonstrira izuzetne napore potrebne da se unapredi neutrinska astronomija i fizika čestica. Registracija ovog događaja je rezultat izuzetne međunarodne saradnje mnogih grupa inžinjera, tehničara i naučnika“, komentariše Majls Lindzi Klark, KM3NeT tehnički projekat Menadžer u vreme detekcije i istraživač u CNRS – laboratoriji za astročestice i kosmologiju, Francuska.
Ovaj neutrino ultra visoke energije može nastati direktno iz moćnog kosmičkog akceleratora. Alternativno, to bi moglo biti prvo otkrivanje kosmogenog neutrina. Međutim, na osnovu ovog pojedinačnog neutrina teško je zaključiti njegovo poreklo. Buduća zapažanja će se fokusirati na otkrivanje više takvih događaja kako bi se izgradila jasnija slika. Tekuće proširenje KM3NeT sa dodatnim jedinicama za detekciju i akvizicija dodatnih podataka će poboljšati njegovu osetljivost i poboljšati njegovu sposobnost da precizno odredi izvore kosmičkih neutrina, čineći ga vodećim učesnikom astronomiji sa više glasnika.
KM3NeT Collaboration okuplja više od 360 naučnika, inženjera, tehničara i studenata iz 68 institucija iz 21 zemlje širom sveta.
KM3NeT je uključen u mapu puta Evropskog strateškog foruma o istraživačkim infrastrukturama, koji prepoznaje KM3NeT kao prioritetnu istraživačku infrastrukturu za Evropu. Pored finansiranja koje obezbeđuju istraživačke agencije u nekoliko zemalja, KM3NeT je imao koristi od različitih sredstava kroz evropske programe istraživanja i inovacija, kao i Evropski fond za regionalni razvoj.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
