Το Ινστιτούτο Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής (ΙΠΣΦ), του Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. «Δημόκριτος» ανακοίνωσε την ανίχνευση, στην άβυσσο της Μεσογείου, κοσμικού νετρίνο με τη μεγαλύτερη ενέργεια που έχει καταγραφεί ποτέ, περίπου 220 PeV, από το πείραμα KM3NeT!

Το αξιοσημείωτο γεγονός, που ονομάστηκε KM3-230213A, όπως αναφέρει σχετική ανακοίνωση, ανιχνεύθηκε στις 13 Φεβρουαρίου 2023 από τον ARCA του τηλεσκοπίου νετρίνων με όγκο ενός κυβικού χιλιομέτρου KM3NeT, που είναι ποντισμένος στη βαθιά θάλασσα.

Αυτό είναι το πιο υψηλο-ενεργειακό νετρίνο που έχει ανιχνευθεί ποτέ και παρέχει την πρώτη απόδειξη ότι νετρίνα τόσο υψηλών ενεργειών παράγονται στο σύμπαν. Αυτό το γεγονός δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature σήμερα, 13 Φεβρουαρίου 2025.

Σημειώνεται πως η ομάδα Αστροσωματιδιακής Φυσικής του ΙΠΣΦ συμμετέχει ενεργά στο KM3NeT διαδραματίζοντας κομβικό ρόλο στην κατασκευή, τη λειτουργία, την ανάλυση δεδομένων και το management του πειράματος.

Πρόκειται για ένα εξαιρετικό γεγονός, σύμφωνα με το physicsgg.me, που αντιστοιχεί σε ένα νετρίνο με εκτιμώμενη ενέργεια περίπου 220 PeV (=220×1015eV), ανιχνεύθηκε στις 13 Φεβρουαρίου 2023, από τον ανιχνευτή ARCA του τηλεσκοπίου νετρίνων κυβικού χιλιομέτρουτου (KM3NeT) σε μεγάλο βάθος της Μεσογείου. Αυτό το γεγονός, που ονομάστηκε KM3-230213A, είναι το πιο ενεργητικό νετρίνο που έχει ανιχνευθεί μέχρι σήμερα και είναι η πρώτη απόδειξη ότι νετρίνα με τόσο μεγάλες ενέργειες παράγονται στο σύμπαν. Μετά από μακρά και σχολαστική δουλειά για την ανάλυση και την ερμηνεία των πειραματικών δεδομένων, η διεθνής επιστημονική συνεργασία του KM3NeT αναφέρει τις λεπτομέρειες αυτής της εκπληκτικής ανακάλυψης σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Nature με τίτλο «Observation of an ultra-high-energy cosmic neutrino with KM3NeT».

Η ενέργεια των 220 PeV ισοδυναμεί με την κινητική ενέργεια που έχει ένα μπαλάκι του πιγκ-πογκ με μάζα 2,7 γραμμάρια που κινείται με ταχύτητα 18 χιλιόμετρα ανά ώρα (ή 5 μέτρα ανά δευτερόλεπτο).

Στην πραγματικότητα ανιχνεύθηκε ένα μιόνιο που διέσχισε ολόκληρο τον ανιχνευτή, προκαλώντας σήματα σε πάνω από το ένα τρίτο των ενεργών αισθητήρων. Η κλίση της τροχιάς του σε συνδυασμό με την τεράστια ενέργειά του, έδειξαν ότι το μιόνιο προέρχεται από ένα κοσμικό νετρίνο που αλληλεπίδρασε στην περιοχή του ανιχνευτή.

«Αυτή η πρώτη ανίχνευση ενός νετρίνου εκατοντάδων PeV ανοίγει ένα νέο κεφάλαιο στην αστρονομία των νετρίνων και ένα νέο παράθυρο παρατήρησης στο σύμπαν», σχολίασε ο Paschal Coyle, εκπρόσωπος του KM3NeT.

Οι υπερμαζικές μαύρες τρύπες στο κέντρο των γαλαξιών, οι εκρήξεις σουπερνόβα, οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα, και άλλα βίαια κτακλυσμικά γεγονότα στο σύμπαν, λειτουργούν ως κοσμικοί επιταχυντές, δημιουργώντας ροές σωματιδίων που ονομάζονται κοσμικές ακτίνες. Μερικές κοσμικές ακτίνες μπορεί να αλληλεπιδράσουν με την ύλη ή τα φωτόνια γύρω από την πηγή, για να παράγουν νετρίνα και άλλα σωματίδια, ενώ άλλες διαφεύγουν στο απέραντο διάστημα. Κατά διάρκεια του ταξιδιού των πιο ενεργητικών κοσμικών ακτίνων, κάποιες από αυτές μπορεί να αλληλεπιδράσουν με τα φωτόνια της μικροκυματικής κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου, παράγοντας «κοσμογονικά» νετρίνα με εξαιρετικά υψηλή ενέργεια.

Τα νετρίνα ανήκουν στα πιο μυστηριώδη στοιχειώδη σωματίδια. Δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο, σχεδόν καθόλου μάζα και αλληλεπιδρούν ασθενώς με την ύλη. Είναι ειδικοί κοσμικοί αγγελιοφόροι, που μας φέρνουν μοναδικές πληροφορίες για τους μηχανισμούς που εμπλέκονται στα πιο ενεργητικά φαινόμενα του σύμπαντος και μας επιτρέπουν να εξερευνήσουμε τα πιο μακρινά σημεία του Σύμπαντος

Αν και τα νετρίνα κατέχουν την δεύτερη θέση αφθονίας σωματιδίων στο σύμπαν (μετά τα φωτόνια), είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν εξαιτίας της ασθενούς αλληλεπίδρασής τους με την ύλη. Γι αυτό οι ανιχνευτές νετρίνων έχουν τεράστιο μέγεθος. Όπως το τηλεσκόπιο νετρίνων KM3NeT – του οποίου η πλήρης κατασκευή δεν έχει ολοκληρωθεί – μια τεράστια κατασκευή στο βυθό της θάλασσας που συνίσταται από δύο ανιχνευτές, ARCA και ORCA. Στην τελική του διαμόρφωση, ο ανιχνευτής KM3NeT θα καταλαμβάνει όγκο μεγαλύτερο από ένα κυβικό χιλιόμετρο. Ο KM3NeT χρησιμοποιεί το θαλασσινό νερό ως μέσο αλληλεπίδρασης για τα νετρίνα. Οι υψηλής τεχνολογίας οπτικές μονάδες του ανιχνεύουν την ακτινοβολία Cherenkov, μια γαλαζωπή λάμψη που παράγεται κατά τη διάδοσή τους στο νερό των υπερσχετικιστικών σωματιδίων που παράγονται από τις αλληλεπιδράσεις των νετρίνων.

Ο ανιχνευτής KM3NeT/ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss) είναι αφιερωμένος κυρίως στη μελέτη των νετρίνων υψηλής ενέργειας και των πηγών τους στο σύμπαν. Βρίσκεται σε βάθος 3450 μέτρα, περίπου 80 χιλιόμετρα από την ακτή του Portopalo di Capo Passero της Σικελίας. Οι μονάδες ανίχνευσης ύψους 700 μέτρων είναι αγκυρωμένες στον βυθό της θάλασσας και βρίσκονται σε απόσταση περίπου 100 μέτρων μεταξύ τους. Κάθε μονάδα είναι εξοπλισμένη με 18 ψηφιακές οπτικές μονάδες που η καθεμία περιέχει 31 φωτοπολλαπλασιαστές. Στην τελική του διαμόρφωση, ο ανιχνευτές ARCA θα περιλαμβάνει 230 μονάδες ανίχνευσης. Τα δεδομένα που συλλέγονται μεταδίδονται μέσω ενός υποθαλάσσιου καλωδίου στον παράκτιο σταθμό στο INFN Laboratori Nazionali del Sud.

Ο ανιχνευτής KM3NeT/ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss) θα διερευνά τις θεμελιώδεις ιδιότητες των ανιχνευίμενων νετρίνων. Βρίσκεται σε βάθος 2450 μέτρα, περίπου 40 χιλιόμετρα από την ακτή της Toulon στη Γαλλία. Θα περιλαμβάνει 115 μονάδες ανίχνευσης, η καθεμία με ύψος 200 m και απόσταση 20 m μεταξύ τους. Τα δεδομένα που συλλέγονται από τον ανιχνευτή ORCA αποστέλλονται στον παράκτιο σταθμό στο La Seyne Sur Mer.

Οι διαστάσεις του KM3NeT, που τελικά περιλαμβάνει όγκο περίπου ενός κυβικού χιλιομέτρου με συνολικά περίπου 200.000 φωτοπολλαπλασιαστές, μαζί με την θέση του στην άβυσσο της Μεσογείου, δείχνει τις τεράστιες προσπάθειες που απαιτούνται για την προώθηση της αστρονομίας των νετρίνων και της σωματιδιακής φυσικής.

Η ανίχνευση του νετρίνου με ενέργεια 220 PeV ήταν το αποτέλεσμα μιας τεράστιας συλλογικής προσπάθειας μεταξύ πολλών διεθνών ομάδων μηχανικών, τεχνικών και επιστημόνων (Πιο συγκεκριμένα, η ερευνητική ομάδα KM3NeT συνίσταται πάνω από 360 επιστήμονες, μηχανικούς, τεχνικούς και φοιτητές 68 ιδρυμάτων από 21 χώρες σε όλο τον κόσμο).

Το νετρίνο ενέργειας 220 PeV ίσως προέρχεται απευθείας από έναν ισχυρό κοσμικό επιταχυντή. Εναλλακτικά, θα μπορούσε να είναι η πρώτη ανίχνευση ενός κοσμογονικού νετρίνου. Όμως, με βάση αυτό το μεμονωμένο νετρίνο είναι δύσκολο να συμπεράνουμε για την προέλευσή του. Οι μελλοντικές παρατηρήσεις θα επικεντρωθούν στον εντοπισμό περισσότερων τέτοιων γεγονότων για να δημιουργηθεί μια ολοκληρωμένη εικόνα. Η συνεχιζόμενη επέκταση του ανιχνευτή KM3NeT με πρόσθετες μονάδες ανίχνευσης και η απόκτηση πρόσθετων δεδομένων θα βελτιώσει την ευαισθησία του και θα ενισχύσει την ικανότητά του να εντοπίζει κοσμικές πηγές νετρίνων.

Διαβάστε επίσης:

Κέρκυρα: Ομολόγησε τη δολοφονία του αδελφού του ο 59χρονος – «Εγώ τον σκότωσα»

Τέμπη: Αυτή είναι η έκθεση των πραγματογνωμόνων – Βλέπουν το εμπορικό τρένο στα βίντεο, αλλά δεν πιστοποιούν τη γνησιότητά τους

Γυναικοκτονία στις Σέρρες: «Δε γινόταν αλλιώς, το έκανα για να ησυχάσουμε» – Το σημείωμα του αυτόχειρα δολοφόνου