Μια ιστορική ανακάλυψη ανακοίνωσε η διεθνής επιστημονική ομάδα του KM3NeT, με τη συμμετοχή του Ινστιτούτου Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής (ΙΠΣΦ) του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος». Η ομάδα κατάφερε να ανιχνεύσει ένα κοσμικό νετρίνο με ενέργεια 30 φορές υψηλότερη από οποιοδήποτε άλλο νετρίνο έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα, αποδεικνύοντας την ύπαρξη εξαιρετικά ενεργητικών σωματιδίων στο Σύμπαν.

Η ανίχνευση, που δημοσιεύτηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό Nature, σηματοδοτεί ένα νέο κεφάλαιο στην αστρονομία των νετρίνων και φέρνει στο φως άγνωστες πτυχές των βίαιων αστροφυσικών φαινομένων που συμβαίνουν πέρα από τον Γαλαξία μας. Η σημασία της ανακάλυψης δεν περιορίζεται μόνο στην ίδια τη φυσική των νετρίνων, αλλά επεκτείνεται και στην κατανόηση των κοσμικών επιταχυντών, των μηχανισμών που δημιουργούν αυτές τις εξαιρετικά υψηλές ενέργειες στο Σύμπαν.

Τι είναι τα νετρίνα και γιατί είναι τόσο δύσκολο να ανιχνευθούν

Τα νετρίνα είναι υποατομικά σωματίδια χωρίς ηλεκτρικό φορτίο και με σχεδόν μηδενική μάζα. Παράγονται σε διάφορες φυσικές διαδικασίες, όπως η πυρηνική σύντηξη στον Ήλιο, οι εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων (supernovae) και οι δραστηριότητες μαύρων τρυπών. Χαρακτηριστικό τους είναι ότι αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη, γεγονός που τα καθιστά σχεδόν αόρατα για τα περισσότερα συμβατικά επιστημονικά όργανα.

Λόγω της ασθενέστατης αλληλεπίδρασής τους με την ύλη, η ανίχνευση των νετρίνων απαιτεί εξαιρετικά ευαίσθητα όργανα που λειτουργούν σε απομονωμένα περιβάλλοντα. Το τηλεσκόπιο KM3NeT, το οποίο είναι τοποθετημένο στα βάθη της Μεσογείου, αξιοποιεί το φαινόμενο Cherenkov για να ανιχνεύσει τις ελάχιστες φωτεινές αναλαμπές που παράγονται όταν ένα νετρίνο συγκρούεται με ένα άτομο μέσα στο νερό.

Το τηλεσκόπιο KM3NeT και η ιστορική ανίχνευση

Το τηλεσκόπιο KM3NeT αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα πειράματα ανίχνευσης νετρίνων στον κόσμο. Βρίσκεται εγκατεστημένο σε μεγάλα βάθη κοντά στις ακτές της Σικελίας και της Γαλλίας, καταλαμβάνοντας όγκο που, όταν ολοκληρωθεί, θα ξεπερνά το ένα κυβικό χιλιόμετρο.

Η ανίχνευση του εξαιρετικά ενεργητικού νετρίνου πραγματοποιήθηκε από το τμήμα ARCA του KM3NeT, το οποίο είναι εγκατεστημένο 3.450 μέτρα κάτω από τη θάλασσα, κοντά στη Σικελία. Το κοσμικό νετρίνο που καταγράφηκε, με κωδική ονομασία KM3-230213A, υπολογίζεται ότι είχε ενέργεια 220 PeV (220 εκατομμύρια δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ), αριθμός που το καθιστά το πιο ενεργητικό νετρίνο που έχει παρατηρηθεί ποτέ.

Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά βήματα στην προσπάθεια κατανόησης των ακραίων κοσμικών φαινομένων και παρέχει μια νέα οπτική για τη μελέτη των επιταχυντών σωματιδίων του Σύμπαντος. Όπως εξηγεί η διευθύντρια του ΙΠΣΦ, Αικατερίνη Τζαμαριουδάκη, η αστρονομία των νετρίνων προσφέρει έναν μοναδικό τρόπο εξερεύνησης του Σύμπαντος, αποκαλύπτοντας τις πιο ενεργητικές πηγές του.

Η προέλευση του νετρίνου και οι επόμενες έρευνες

Παρά τη σπουδαία ανακάλυψη, η ακριβής προέλευση του νετρίνου KM3-230213A παραμένει ασαφής. Οι επιστήμονες εξετάζουν διάφορα πιθανά σενάρια, όπως η εκπομπή από έναν ενεργό γαλαξιακό πυρήνα (AGN) ή μια έκρηξη ακτίνων γάμμα (GRB). Οι έρευνες συνεχίζονται για να εντοπιστεί η ακριβής πηγή του σωματιδίου και να διαπιστωθεί αν σχετίζεται με τα πιο βίαια κοσμικά γεγονότα που λαμβάνουν χώρα στο Σύμπαν.

Η εξέλιξη του KM3NeT και η προσθήκη νέων ανιχνευτικών συστοιχιών θα ενισχύσει την ικανότητα του συστήματος να καταγράφει υψηλής ενέργειας νετρίνα με μεγαλύτερη ακρίβεια, διευκολύνοντας τη χαρτογράφηση των κοσμικών πηγών τους. Η συγκεκριμένη ανίχνευση ενισχύει τις προσδοκίες για ακόμα περισσότερα εντυπωσιακά ευρήματα στο μέλλον.

Το πείραμα KM3NeT αποτελεί τη συνέχεια πρωτοποριακών προσπαθειών όπως το Nestor στην Πύλο, το οποίο είχε θέσει τα θεμέλια για την ανάπτυξη ανιχνευτών νετρίνων στη Μεσόγειο. Οι μελλοντικές αναβαθμίσεις και τα δεδομένα που συλλέγονται θα συμβάλουν στην καλύτερη κατανόηση των εξαιρετικά υψηλών ενεργειών που κυριαρχούν στο Σύμπαν, ανοίγοντας νέους ορίζοντες στη σωματιδιακή αστροφυσική.

Διαβάστε ακόμη