破纪录的中微子发现在地中海撕裂

海底KM3NET中微子检测器的一部分

km3net

令人震惊的强大中微子通过地中海的新粒子探测器撕裂,使物理学家感到惊讶,这可能是第一个诱人的瞥见,进入了宇宙中一些最灾难性的事件,例如超级大型黑洞的合并。

中微子有时被称为“幽灵颗粒”,几乎与大多数物质相互作用,因为它们几乎是无质量的,没有电荷。这意味着中微子探测器通常结合大量的密集物质,例如水或冰,希望强大的中微子可能会撞到原子中并产生淋浴的颗粒淋浴,这些颗粒揭示了其存在的明显迹象。

在法国马赛粒子物理中心及其同事的达米安·多尼(Damien Dornic)做到了这一点,发现了有史以来最有活力的中微子。该小组使用了立方公里中微子望远镜(KM3NET),这是一对位于地中海底部的探测器阵列,该阵列于2023年2月13日在中微子上捡起中微子。当时,探测器只能完成10%,因此,Dornic和他的团队和他的团队感到惊讶。

他说:“首先,我们感到困惑。” “当我们越来越多地意识到这一事件确实是出色的时,我们真的很兴奋。”

该信号看起来很有希望,显示为检测器中几乎水平的明亮线。研究人员认为,这是由中微子通过检测器猛撞的小型,称为MUON的小型,称为MUON的颗粒,并散发出KM3NET探测器可以捡起的光线。

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当研究人员首次暂时宣布了2024年的结果时,他们仍在计算粒子的确切能量。牛津大学的摩根·瓦斯科(Morgan Wascko)说:“他们显然感到惊讶的是,他们已经看到了这种高能量,因此他们对中微子的模拟还没有那么高能量,他们曾经期望看到任何充满活力的东西。”

为了确认结果,研究人员必须首先仔细考虑可以点亮其检测器的其他来源的影响,例如从空间带电颗粒(称为宇宙射线)时产生的中微子,击中了地球的大气。人们认为,这种信号的数量超过了更遥远的宇宙来源的更高能量中微子。

现在,他们计算出中微子的能量为120 PETA-电子伏特(PEV)。这是由Icecube中微子观测站发现的南极洲中微子观测者发现的前一个记录持有人约10倍。 PEV能量范围也比在地球上加速器(例如CERN的大型强子对撞机)上产生的最有能量的颗粒高数千倍。

检测这种高能中微子可以使我们对产生它们的事件的独特见解,例如积聚物质的黑洞或超新星爆炸,这些爆炸本身会散发出产生中微子的宇宙射线。 Wascko说:“宇宙射线被充电,我们在穿越星际空间时失去了大部分原始地层位置,但中微子会直接指向。”

多尼(Dornic)说,在这种情况下,遵循中微子后部会导致相对较大的空间,因此很难找到一个确切的源头,但是计划对望远镜进行计划的改进,应该使他们能够确定一个物体,如果将来发现了类似强大的中微子。

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