Neutrino récord que rompió la desgarro por el mar Mediterráneo

Un poco sorprendente Neutrino potente Eso atravesó un nuevo detector de partículas en el mar Mediterráneo ha tomado a los físicos por sorpresa, y podría ser una primera visión tentada de algunos de los eventos más cataclísmicos del universo, como la fusión de agujeros negros supermasivos.

Neutrinos, a veces denominados “partículas fantasmas“, Apenas interactúa con la mayoría de los materias porque tienen casi masa y no tienen carga eléctrica. Esto significa que los detectores de neutrinos típicamente incorporan grandes cantidades de sustancia densa, como el agua o el hielo, con la esperanza de que un poderoso neutrino pueda golpear en un átomo y producir una lluvia de partículas que revelan signos reveladores de su existencia.

Damien Dornic En el Centro de Física de Partículas de Marsella en Francia y sus colegas han hecho exactamente eso, detectando el neutrino más enérgico jamás visto. El equipo usó el telescopio de neutrinos del kilómetro cúbico (KM3NET), un par de conjuntos de detectores en la parte inferior del mar Mediterráneo, que recogió el neutrino el 13 de febrero de 2023. El detector fue solo un 10 por ciento completo en el momento, por lo que tomó Dornic y su equipo por sorpresa.

“Primero, estábamos confundidos”, dice. “Cuando nos dimos cuenta cada vez de que este evento es realmente excepcional, estábamos muy emocionados”.

La señal parecía prometedora, apareciendo como una línea brillante casi horizontal en el detector. Los investigadores piensan que esto fue creado por pequeñas partículas similares a electrones llamadas muones que se produjeron a raíz de los neutrinos que atraviesan el detector y emitieron la luz que los detectores de KM3Net podían captar.

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Cuando los investigadores anunciaron tentativamente el resultado en 2024, todavía calculaban la energía exacta de la partícula. “Estaban claramente sorprendidos de que hayan visto algo tan alta energía, por lo que sus simulaciones de neutrinos aún no tenían tanto energía, no esperaban ver nada tan energético”, dice Morgan Wascko en la Universidad de Oxford.

Para confirmar el resultado, los investigadores primero tuvieron que explicar cuidadosamente los efectos de otras fuentes que podrían iluminar sus detectores, como los neutrinos producidos cuando las partículas cargadas del espacio, llamadas rayos cósmicos, golpean la atmósfera de la Tierra. Se cree que tales señales superan en número a neutrinos de mayor energía de fuentes cósmicas más distantes por miles de millones a uno.

Ahora, han calculado que el neutrino tenía una energía de 120 voltios de electrones PETA (PEV). Esto es alrededor de 10 veces mayor que el titular de récord anterior, descubierto por el Observatorio de neutrinos de ICECUBE En la Antártida. Este rango de energía PEV también es miles de veces más que las partículas más energéticas producidas en los aceleradores de la Tierra, como el gran colider de hadrones en el CERN.

La detección de tales neutrinos de alta energía puede darnos información única sobre los eventos que los producen, como los agujeros negros que acumulan materia o explosiones de supernova, que dan rayos cósmicos que producen neutrinos a medida que se hacen. “Se cargan los rayos cósmicos, y perdemos la mayor parte de su ubicación de formación original a medida que atraviesan el espacio interestelar, pero los neutrinos apuntarán directamente hacia atrás”, dice Wascko.

Dornic dice que en este caso, seguir la espalda del neutrino conduce a un parche de espacio relativamente grande, lo que dificulta la ubicación de una fuente exacta, pero las mejoras planificadas en el telescopio deberían permitirles identificar un objeto en caso de que se vea un neutrino igualmente potente. futuro.