რეკორდული ენერგიის ნაწილაკი ნამდვილად დაფიქსირდა — საიდან მოვიდა "მოჩვენება ნაწილაკი"?
ფოტო: DESY/Science Communication Lab
დადასტურდა, რომ 2023 წლის თებერვალში ხმელთაშუა ზღვის სიღრმეში მდებარე სადგურმა, სახელად KM3NeT-მა, რეკორდულად მაღალენერგეტიკული ნეიტრინო დააფიქსირა. მისი ენერგია 220 პეტაელექტრონვოლტია, როცა წინა რეკორდი სულ რაღაც 10 პეტაელექტრონვოლტი იყო.
მეცნიერებმა სიგნალი დააფიქსირეს, შემდეგ კი მისი დეტალური შესწავლა დაიწყეს. ამ მოვლენას აღმომჩენი სადგურისა და თარიღის შესაბამისად KM3-230213A ეწოდა. ახალი ანალიზის საფუძველზე მკვლევრები ადასტურებენ, რომ შემჩნეული სიგნალი ნამდვილად ნეიტრინოს გამოწვეული იყო, მაგრამ ჯერ კიდევ არ ვიცით, ზუსტად საიდან წამოვიდა ის.
ასევე, იხილეთ: ქართველი მეცნიერები "მოჩვენება ნაწილაკების" ძიებაში — რა აღმოაჩინეს მათ კოლეგებთან ერთად
KM3NeT-ის ერთ-ერთი ციფრულ-ოპტიკური მოდული.
ფოტო: KM3Net
მეცნიერების თქმით, გამორიცხულია, რომ ეს სიგნალი ტექნიკური ხარვეზი ყოფილიყო. KM3-230213A-ის დროს დაფიქსირებული ნათება სუბატომური ნაწილაკის (სავარაუდოდ მიუონის) დეტექტორში გასვლისას წარმოქმნილი სინათლის ანალოგიურია. დეტექტორმა არა თავად ნეიტრინო, არამედ დედამიწაზე რაიმე ნაწილაკთან მისი შეჯახების შედეგად წარმოქმნილი მიუონი დააფიქსირა.
"ენერგიისა და მიმართულების შესწავლის შემდეგ ყველაზე დამაჯერებელი ახსნაა, რომ დეტექტორის მიერ დაფიქსირებული მიუონი კოსმოსური ნეიტრინოს რაიმესთან შეჯახებისას წარმოიქმნა", — აცხადებენ KM3NeT-ის სადგურის მეცნიერები.
ნეიტრინო სამყაროში ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ნაწილაკია. იგი მაღალენერგეტიკული რეაქციების დროს წარმოიქმნება, იქნება ეს მზეში მიმდინარე ბირთვული შერწყმა, ზეახალი ვარსკვლავის აფეთქება თუ რადიოაქტიური დაშლა.
ცნობისთვის, ყოველ წამს ჩვენს სხეულსა და დედამიწაში ტრილიონობით ნეიტრინო გადის ისე, რომ პრაქტიკულად არაფერს ეჯახება და ვერ აღვიქვამთ. სწორედ ამ ეფექტის გამო მათ "მოჩვენება ნაწილაკებს" ეძახიან.
ნეიტრინოს დაფიქსირება თითქმის შეუძლებელია, მაგრამ იშვიათად ის მაინც ეჯახება ხოლმე სხვა ნაწილაკს. ამ დროს ძალიან სუსტი ნათება ჩნდება და დეტექტორიც მის აღქმას ახერხებს.
KM3NeT სწორედ ასეთი დეტექტორების სისტემაა. ის მზის შუქისგან მოშორებით, ოკეანის ზედაპირიდან 3 450 მეტრის სიღრმეზე, მდებარეობს. ასეთ სიბნელეში ნეიტრინოების პატარა აქტივობაც კი შესამჩნევი ხდება.
2023 წელს KM3-230213A-ს დაფიქსირების შემდეგ სამეცნიერო სამყაროში დიდი გაურკვევლობა გაჩნდა. ასეთი მაღალი სიგნალი იმდენად მოულოდნელი იყო, რომ თავდაპირველად ტექნიკური ხარვეზიც კი ეგონათ.
"IceCube, Auger და ბევრი სხვა სამეცნიერო სადგური ათ წელზე მეტი ხანია, მაღალენერგეტიკული ნეიტრინოს დაფიქსირებას ცდილობს, თუმცა უშედეგოდ. ვვარაუდობთ, რომ KM3NeT-ის მიერ აღმოჩენილი ნეიტრინო უპრეცედენტო და ისტორიაში პირველია", — განმარტავენ მკვლევრები.
მეცნიერები ნაშრომში კიდევ ერთ საინტერესო თემა შეეხნენ. იმის გამო, რომ KM3-230213A უცნაურად მაღალენერგეტიკულია, შეიძლება იგი ნეიტრინოების წარმოქმნის რაიმე ახალ, ჩვენთვის უცნობ პროცესზე მიანიშნებდეს. სამწუხაროდ, აქამდე ჩატარებულმა კვლევებმა მსგავსი პროცესის არსებობა ვერ დაადასტურა. ნეიტრინოს წარმოშობის ძირითად წყაროებად კვლავ ზეახალი ვარსკვლავები, გამა-გამოსხივება და ბირთვული პროცესები მიიჩნევა.
მეცნიერების თქმით, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ეს ნეიტრინო ირმის ნახტომში წარმოქმნილიყო. KM3-230213A რეკორდული ენერგიის გამო უკიდურესად შორი წყაროდან უნდა მოდიოდეს. ამჟამად მეცნიერები ნეიტრინოს წარმოშობასა და ტრაექტორიას აქტიურად იკვლევენ. ასე რომ, მომავალში KM3-230213A-ს შესახებ სიახლეებს უნდა ველოდოთ.
"KM3-230213A-მ მაღალენერგეტიკული ნეიტრინოების კვლევის სფეროში ახალი შესაძლებლობები მოგვცა. იგი საუკეთესო საშუალებაა, რათა სამყაროში მიმდინარე ყველაზე ექსტრემალურ და უცნაურ პროცესებზე მეტი გავიგოთ", — აცხადებენ პროექტზე მომუშავე მეცნიერები.
კვლევა ჟურნალში Physical Review X გამოქვეყნდა.


კომენტარები