Naučnici otkrili kosmičku česticu 30 puta veće energije: Moćna i lako provodljiva

Autor: RTS, CNN

Info

15.02.2025.

14:08 > 19:48

Naučnici su otkrili česticu, vrste neutrina, koja je stigla je na Zemlju skoro brzinom svetlosti i sa 30 puta većom energijom od ikada otkrivenog neutrina.

Naučnici otkrili kosmičku česticu 30 puta veće energije: Moćna i lako provodljiva

Foto: Pixabay (ilustracija)

Ovo je prvi čvrst dokaz da neutrini sa tako visokom energijom mogu da nastanu u univerzumu.

Astronomi koji koriste džinovsku mrežu senzora, koja je još u izgradnji na dnu Sredozemnog mora, pronašli su kosmičku "sablasnu česticu" najveće energije do sada otkrivenu.

Neutrino, kako je čestica formalno poznata, ima energiju 30 puta veću od bilo kog od nekoliko stotina ranije otkrivenih neutrina.

Ove sićušne čestice visoke energije iz svemira često se nazivaju "sablasnim" jer su izuzetno nestalne ili isparljive i prolaze kroz bilo koju vrstu materije bez promene, prenosi RTS.

Neutrini, koji na Zemlju stižu iz dalekih krajeva kosmosa, gotovo da nemaju masu. Čestice putuju kroz najekstremnija okruženja, uključujući zvezde, planete i čitave galaksije, a ipak njihova struktura ostaje netaknuta.

Analiza neutrina čiji je autor "KM3NeT Collaboration", koja uključuje više od 360 naučnika iz celog sveta, objavljena je u sredu u časopisu Nejčer.

"Neutrini su specijalni kosmički glasnici, koji nam donose jedinstvene informacije o mehanizmima uključenim u najenergetskije fenomene i omogućavaju nam da istražimo najudaljenije krajeve Univerzuma", rekla je koautorka studije Roza Koniljone, zamenik portparola KM3NeT i istraživač na italijanskom INFN Nacionalnom institutu za nuklearne nauke.

KM3NET DETECTS THE HIGHEST ENERGY NEUTRINO EVER OBSERVED

This #KM3NeT_UHEevent KM3-230213A is estimated to have a record neutrino energy of 220 PeV, or 220 million billion electronvolts

➡️For details: https://t.co/c27rDNEh0S
#RecordNeutrino pic.twitter.com/KLyyBa0jRT
— KM3NeT Neutrino (@km3net) February 12, 2025

Rekordni neutrino, nazvan KM3-230213A, imao je energiju od 220 miliona milijardi elektron-volti. Ova zapanjujuća količina čini ga oko 30.000 puta moćnijim od onoga za šta je sposoban akcelerator čestica Velikog hadronskog sudarača u Evropskoj organizaciji za nuklearna istraživanja (CERN) u blizini Ženeve u Švajcarskoj - poznat po superpunjenju čestica do brzine svetlosti, ističu autori studije.

Čestice putuju skoro brzinom svetlosti kroz kosmos

"Jedan način na koji volim da razmišljam o tome je da je energija ovog pojedinačnog neutrina ekvivalentna energiji oslobođenoj cepanjem ne jednog atoma uranijuma, ili deset takvih atoma, ili čak milion njih", rekao je koautor studije dr Bred K. Gibson u izjavi za Si-En-En.

"Ovaj mali neutrino imao je toliko energije koliko i energija oslobođena cepanjem jedne milijarde atoma uranijuma... zapanjujući broj kada uporedimo energije naših nuklearnih fisionih reaktora sa ovim jednim eteričnim neutrinom", rekao je on.

Čestica pruža neke od prvih dokaza da se takvi visokoenergetski neutrini mogu stvoriti u univerzumu. Tim veruje da je neutrino došao izvan galaksije Mlečni put, ali tek treba da identifikuju njegovu tačnu tačku porekla, što postavlja pitanje šta je stvorilo neutrino i poslalo ga da leti kroz kosmos - možda i kroz ekstremno okruženje kao što je supermasivna crna rupa, eksplozija gama zraka ili ostatak supernove.

Revolucionarna detekcija otvara novo poglavlje neutrina u astronomiji, kao i novi prozor za posmatranje svemira, rekao je koautor studije Paskal Kojl, portparol KM3NeT i istraživač u Centru za fiziku čestica u Marselju.

"KM3NeT je počeo da istražuje niz energija i osetljivosti gde otkriveni neutrini mogu da potiču od ekstremnih astrofizičkih fenomena", napominje Kojl.

Svaka jedinica za neutrino teleskopa, ili KM3NeT, sastoji se od više digitalnih optičkih modula.

Svetlost u okeanu

Neutrine je teško otkriti jer često ne stupaju u interakciju sa svojom okolinom - ali imaju interakciju sa ledom i vodom. Kada neutrini stupaju u direktnu interakciju sa detektorima, oni zrače plavičasto svetlo koje može da uhvati obližnja mreža digitalnih optičkih senzora ugrađenih u led ili uronjenih u vodu.

Na primer, "AjsKjub" Neutrino opservatorija na Južnom polu uključuje mrežu od više od 5.000 senzora ugrađenih u antarktički led. Detektor radi od 2011. godine, a otkrio je stotine neutrina. Naučnici su uspeli da prate neke od njih do njihovih kosmičkih izvora, kao što je blazar ili usijano jezgro aktivne galaksije.

Detektori u Sredozemnom moru u februaru 2023. otkrili su kosmički neutrino koji je došao sa nepoznate tačke u svemiru.

Međunarodni tim je početkom 2010-ih osmislio ideju o mreži detektora - poznatih kao Kubni kilometar neutrino teleskop, ili KM3NeT - koji bi mogli da pokupe neutrine u dubinama okeana. Instalacija mreže počela je 2015. godine.

KM3NeT je napravio rekordno otkriće 13. februara 2023. godine, kada je čestica osvetlila jedan od svoja dva detektora. ARCA, ili istraživanje astročestica sa kosmicima u ponoru, na dubini od 3.450 metara, dok je ORCA, ili istraživanje oscilacija sa kosmicima u ponoru, na dubini od 2.450 metara na dnu Sredozemnog mora.

ARCA detektor, kod sicilijanske obale u blizini Kapo Pasera, u Italiji, dizajniran je da uhvati visokoenergetske neutrine, dok je ORCA, u blizini Tulona u jugoistočnoj Francuskoj, namenjen potrazi za niskoenergetskim neutrinama.

KM3NeT, koji uključuje mrežu senzora usidrenih za morsko dno, i dalje se gradi. Ali dovoljno detektora je bilo na mestu da pokupe neutrin visoke energije, ističu autori studije.

ARCA detektor je radio sa samo 10% planiranih komponenti na mestu kada je pratila skoro horizontalnu putanju čestice kroz ceo teleskop, dajući signale u više od jedne trećine aktivnih senzora. Detektor je zabeležio preko 28.000 fotona svetlosti proizvedenih od naelektrisane čestice. Neutrino putuje kroz mrežu detektora, daje signale i emituje plavičasto svetlo.

Misteriozno, moćno poreklo

"Ako bi energija unutar neutrina bila pretvorena u nama blisko razumevanje, iznosila bi 0,04 džula, ili energija ping-pong loptice koja je pala sa visine od jedan metar", objašnjava koautor studije Art Hejbor, koordinator za fiziku u KM3NeT-u i profesor na Holandskom nacionalnom institutu za subatomsku fiziku i Univerzitetu u Amsterdamu.

Ta količina energije bi mogla da napaja malo LED svetlo na oko jednu sekundu.

"Dakle, to nije velika količina energije, ali činjenica da je takva analogija sa svakodnevnim svetom uopšte moguća je sama po sebi izuzetna. Sva ova energija bila je sadržana u jednoj jedinoj, elementarnoj čestici", ističe Hejbor.

Svaka velika jedinica za detekciju je ispunjena sa 18 sfernih optičkih modula. Na skali čestica, neutrino se smatra ultra-energetskim, sa otprilike milijardu puta većom energijom od fotona vidljive svetlosti, prema autorima studije.

Otkrivanje neutrina na Zemlji omogućava istraživačima da ih prate do njihovih izvora. Razumevanje odakle dolaze ove čestice moglo bi da otkrije više o poreklu misterioznih kosmičkih zraka, za koje se dugo smatralo da su primarni izvor neutrina kada zraci udare u Zemljinu atmosferu.

Najsnažnije čestice u univerzumu, kosmički zraci bombarduju Zemlju iz svemira. Ovi zraci se uglavnom sastoje od protona ili atomskih jezgara, i oslobađaju se širom univerzuma jer šta god da ih proizvodi toliko je moćan akcelerator čestica da prevazilazi mogućnosti Velikog hadronskog sudarača. Neutrini bi mogli da pomognu astronomima da otkriju odakle dolaze kosmički zraci i šta ih pokreće širom univerzuma.

Istraživači veruju da je nešto snažno oslobodilo novopronađeni neutrino, kao što je eksplozija gama zraka ili interakcija kosmičkih zraka sa fotonima iz kosmičke mikrotalasne pozadine, što je zaostalo zračenje od Velikog praska pre 13,8 milijardi godina.

Tokom studije, autori su takođe identifikovali 12 potencijalnih blazara koji bi mogli biti odgovorni za stvaranje neutrina. Blazari su kompatibilni sa procenjenim pravcem iz kojeg je čestica putovala, na osnovu podataka koje su prikupili detektori i unakrsni podaci sa gama-zraka, rendgenskih i radio teleskopa. Ali potrebno je više istraživanja.

Više jedinica neutrino teleskop raspoređeno je na dno Sredozemnog mora poslednjih godina kako bi pomoglo u potrazi za neutrinima.

"Mnoga otkrića kosmičkih neutrina ne uspevaju da pokažu snažnu korelaciju sa katalogizovanim objektima, možda ukazuju na izvorne populacije koje su veoma udaljene od Zemlje, ili nagoveštavajući još neotkrivenu vrstu astrofizičkog objekta", napominje Erik K. Blaufus, naučnik-istraživač i astrofizičar čestica na odseku za fiziku Univerziteta u Merilendu koji nije bio uključen u studiju.

"Iako će za potpuno razumevanje porekla ovog događaja biti potrebno vreme, to ostaje izvanredna poruka dobrodošlice za KM3NeT", dodaje Blaufus.

OGLASI RADNO MESTO!

Ukoliko imate potrebu za radnom snagom nudimo vam mogućnost da na jednostavan način oglasite poziciju za posao.

Radno mesto možete oglasiti u odeljku Oglasi za posao ili jednostavno klikom na ovu poruku.

Teme

Komentari 0

Nema komentara na izabrani dokument. Budite prvi koji će postaviti komentar.

Komentari čitalaca na objavljene vesti nisu stavovi redakcije portala 021 i predstavljaju privatno mišljenje anonimnog autora.

Redakcija 021 zadržava pravo izbora i modifikacije pristiglih komentara i nema nikakvu obavezu obrazlaganja svojih odluka.

Ukoliko je vaše mišljenje napisano bez gramatičkih i pravopisnih grešaka imaće veće šanse da bude objavljeno. Komentare pisane velikim slovima u većini slučajeva ne objavljujemo.

Pisanje komentara je ograničeno na 1.500 karaktera.