Kaksi vuotta sitten Maahan iskeytyi kaikkien aikojen voimakkain neutriino. Tähän asti tutkijat eivät olleet varmoja, oliko kyseessä mittausvirhe. Tutkimus vahvistaa niin sanotun ”haamuhiukkasen” havaitsemisen todellisuuden.
Pari vuotta sitten vedenalainen avaruushukkasilmaisin rekisteröi neutriinon, jonka energia oli 20–30 kertaa suurempi kuin minkään muun historiassa havaittujen neutriinojen. Laskelmallinen energia oli 220 petaelektronivoltia (PEV), mikä vastaa keskimääräistä energiaa noin 10 PvE. Tämä löytö rikkoi kaikki ennätykset ja herätti suurta huomiota suuressa osassa tiedeyhteisöä. Se herätti myös monia kysymyksiä sen luonteesta.
Fysiikoille, jotka tutkivat alkeishiukkasia, tällaisen poikkeavan neutriinon olemassaolo voidaan selittää vain kahdella tavalla: joko se on todiste aiemmin havaitsemattomasta avaruusilmiöstä, joka voi muuttaa käsitystämme neutriinosta, tai se oli valitettava mittausvirhe. Tiede sanoo, että ei pidä kiirehtiä ratkaisemaan tätä mysteeriä, joka koskee pienimmän massan hiukkasia, jotka kulkevat aineen läpi muuttamatta sitä, niin kutsuttuja ”haamuhiukkasia”. Vastauksen löytäminen, mikä se sitten onkaan, on vaikeampaa kuin miltä näyttää.
Kattavassa tutkimuksessa, joka julkaistiin Physical Review X -lehdessä, tämä KM3NeT/ARCA-teleskoopin rekisteröimä ainoa neutriino-havainto verrattiin muihin tieteellisiin tietokantoihin, jotka sisältävät tietoa tähän mennessä rekisteröidyistä haamupartikkeleista (merkitty nimellä KM3-230213A). Kukaan ei ole koskaan nähnyt mitään vastaavaa, mutta saatavilla olevien tietojen perusteella voidaan väittää, että tämä merkittävän suurenerginen neutriino ei ollut tilastollinen harha.
Aivan kuten kivi ei voi kuvata vuoren luonnetta, neutriino, jonka energia on 220 PeV, ei voi olla hyödyllinen sen ilmiön määrittämisessä, joka sen on synnyttänyt. Asiakirjassa tunnustetaan, että käytettävissä olevat tiedot eivät riitä ”tekemään yksiselitteisiä johtopäätöksiä siitä, osoittaako havainto uuden erittäin energisen komponentin olemassaolon spektrissä”.
Avaruusneutriinot: paras skenaario
Tutkijat väittävät, että jos tällaisia havaintoja olisi enemmän, neutriinotiede olisi edistynyt huomattavasti. ”Tämä voi tarkoittaa, että havaitsemme ensimmäistä kertaa kosmisen neutriinon, joka syntyy kosmisen säteilyn ja reliktisäteilyn vuorovaikutuksessa, tai se voi viitata uuteen astrofysikaaliseen lähteeseen”, tutkimuksessa todetaan.
Vuoden 2023 neutrinon energiat ovat yhteydessä avaruuden hiukkaskiihdyttimiin, kuten aktiivisiin galaksien ytimiin, supernovien räjähdyksiin, mustien aukkojen relativistisiin suihkuihin tai gammasäteilyn purkauksiin. Sitä vastoin hiukkasobservatorioiden saamat klassiset signaalit ennustavat ilmakehän neutriinoja, jotka syntyvät kosmisten säteiden ja maapalloon saapuvien ilmakehän atomien törmäyksessä. Teknisesti nämä hiukkaset ovat identtisiä, mutta niiden alkuperä vaikuttaa niiden energiaan.
”KM3-230213A:ssa havaitut valokuvioinnit vastaavat selvästi sitä, mitä relativistiselta hiukkaselta, todennäköisesti myonilta, joka läpäisee ilmaisimen, voidaan odottaa, mikä sulkee pois mahdollisuuden virheestä”, KM3NeT-yhteistyöryhmän ScienceAlertissa julkaistussa lausunnossa todetaan. ”Tämän myonin palautuneen energian ja suunnan perusteella todennäköisin skenaario tällä hetkellä on, että se syntyi astrofysikaalisen neutriinon vuorovaikutuksesta detektorin lähellä, mikä tekee tästä selityksestä luonnollisimman.”
Eri tieteenalat käyttävät ja tutkivat neutriinoja eri syistä. Yksi tärkeimmistä syistä on se, että ne matkustavat avaruudessa taittumatta tai absorboitumatta, joten ne voivat tarjota arvokasta tietoa hyvin kaukaisista avaruustapahtumista . Jotkut tutkijat pitävät niitä ”avaruuden kirjeenvaihtajina”, jotka palaavat ajoittain Maahan tuoden mukanaan tietoja, jotka muuten olisivat menetettyjä.
