Подтверждено открытие нейтрино-рекордсмена, но его источник неизвестен
В феврале 2023 года глубоководный детектор KM3NeT, расположенный на глубине 3450 метров под поверхностью Средиземного моря, зафиксировал рекордное событие — нейтрино с энергией 220 петаэлектронвольт (PeV). Это в 22 раза превышает предыдущий зафиксированный максимум в 10 PeV. Теперь, в свежем исследовании 2025 года, опубликованном в Physical Review X, ученые подтвердили: это не сбой, а реальное попадание частицы, получившей обозначение KM3-230213A.
Нейтрино — элементарные частицы без электрического заряда и почти без массы. Они слабо взаимодействуют с материей: сквозь наше тело каждую секунду проходят сотни миллиардов таких «частиц-призраков», и мы этого не замечаем. Заметить их можно лишь в очень редкие моменты, когда нейтрино сталкивается с другой частицей, вызывая каскад вторичных частиц и слабое свечение. Именно это и произошло в KM3NeT.
«Модели света, обнаруженные для KM3-230213A, показывают четкое соответствие с тем, что ожидается от релятивистской частицы, пересекающей детектор, скорее всего, мюона… наиболее вероятным сценарием является то, что мюон возник во взаимодействии астрофизического нейтрино в непосредственной близости от детектора», — пояснили в KM3NeT Collaboration.
Особенность события в том, что другие крупные установки, такие как IceCube и Pierre Auger, работающие более десяти лет, не фиксировали нейтрино с такой энергией. Вероятность, что именно KM3NeT поймал первое в истории сверхэнергетическое нейтрино, оценивается примерно как 1 к 100, но данные не противоречат этой возможности.
Происхождение KM3-230213A пока неизвестно. Среди гипотез — экстремальные астрофизические явления: гамма-всплески, взрывы сверхновых, выбросы из активных ядер галактик или взаимодействие космических лучей с космическим микроволновым фоном — реликтовым излучением, оставшимся от Большого взрыва 13,8 млрд лет назад.
Интересно, что появление столь высокоэнергетичных нейтрино может указывать на существование «нового компонента» во Вселенной — источника или механизма, ранее не наблюдавшегося. Пока не ясно, идет ли речь о совершенно новых типах астрофизических объектов или о редких процессах в уже известных.
Исследователи считают маловероятным, что нейтрино пришло из Млечного Пути. Его путь, скорее всего, начался в экстремально удаленной точке космоса. Сейчас ученые работают над уточнением траектории частицы, чтобы приблизиться к разгадке ее происхождения.
«КМ3-230213А открыло новое окно в нейтринной астрономии сверхвысокой энергии», — отмечает KM3NeT Collaboration. «Это наш лучший шанс получить знания о самых экстремальных объектах, которые населяют нашу Вселенную».