海底望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的破紀(jì)錄的深空中微子

高能粒子不斷落在地球上，但科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)檢測(cè)到了一個(gè) doozy：一個(gè)中微子從深空爆炸而來的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于我們以前見過的任何東西。

2023 年 2 月 13 日，西西里島海岸附近的一個(gè)海底探測(cè)器捕捉到了一個(gè)破紀(jì)錄的中微子事件。該粒子的能量估計(jì)高達(dá) 220 拍電子伏特 （PeV）——作為參考，之前的記錄保持者是微不足道的 10 PeV.

只有少數(shù)天文物體能夠?qū)⒘Ｗ蛹铀俚饺绱藰O端的能量，例如超新星或黑洞.一個(gè)可能的罪魁禍?zhǔn)卓赡苁?a>布拉扎– 一個(gè)特別活躍的超大塊體黑洞它幾乎直接向地球發(fā)射了一股輻射射流。

但鑒于前所未有的能量水平，它也可能是有史以來第一個(gè)探測(cè)到的宇宙中微子，這意味著它是由宇宙射線與來自背景輻射的光子相互作用而誕生的。Big Bang本身。

中微子是沒有電荷的基本粒子，質(zhì)量非常小，長期以來一直被認(rèn)為是零。每秒有數(shù)十億個(gè)物質(zhì)流過我們的身體，但它們很少與物質(zhì)相互作用，以至于我們從未注意到。

另一方面，這使得中微子很難被探測(cè)到。這樣做需要收集大量介質(zhì)，例如水或冰，并用成千上萬的“眼睛”觀察它，尋找由中微子引發(fā)的一連串相互作用產(chǎn)生的明顯閃光。

這個(gè)破紀(jì)錄的中微子是由位于地中海表面以下 3,450 米（11,320 英尺）的兩個(gè)立方公里中微子望遠(yuǎn)鏡 （KM3NeT） 陣列之一探測(cè)到的。在那里，378 個(gè)模塊，每個(gè)模塊包含 31 個(gè)光敏探測(cè)器，監(jiān)視周圍的水面，尋找難以捉摸的中微子閃光。

在 2023 年的事件中，檢測(cè)到超過 28,000 個(gè)光子，這些光子是中微子通過產(chǎn)生的粒子，在整個(gè)探測(cè)器體積上劃過。粒子噴霧幾乎是水平穿過的，這意味著造成它們的中微子在撞擊 KM3NeT 視野內(nèi)的原子之前，一定穿過了地殼中相當(dāng)多的巖石和水。

光本身來自另一種稱為 μ 子的基本粒子，它是在級(jí)聯(lián)相互作用過程中產(chǎn)生的。據(jù)估計(jì)，這個(gè) μ 子的能量約為 120 PeV，對(duì)于這些粒子來說，這是驚人的高。但這與它的祖先粒子相比不算什么。

那么，是什么能以如此前所未有的能量水平發(fā)射中微子呢？由于這些粒子與物質(zhì)的相互作用不多，它們可以不受干擾地長距離傳播，因此很難確定它們的確切來源。

該團(tuán)隊(duì)調(diào)查了中微子來自天空區(qū)域的四個(gè)假設(shè)。源頭要么是我們銀河系中的某個(gè)東西;在它之外但仍在本地宇宙內(nèi)的東西;像伽馬射線暴這樣的瞬態(tài)事件;或者來自遙遠(yuǎn)星系的東西。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，沒有哪個(gè)方向真正適合前三個(gè)選項(xiàng)。這就只剩下了星系外的來源，其中，活躍的超大質(zhì)量黑洞應(yīng)該占主導(dǎo)地位?？紤]到這個(gè)中微子的能量是多么的驚人，它必須是一個(gè)非?；钴S的來源，比如布拉扎.

接下來，研究人員在多個(gè)波長中搜索了該天空區(qū)域，以確定可能造成這種情況的 blazar。確定了 12 人的陣容，但案件遠(yuǎn)未結(jié)案。

作者寫道：“鑒于天空中有大量的 blazars，到目前為止，這些關(guān)聯(lián)都不能被認(rèn)為是令人信服的，需要進(jìn)一步的調(diào)查在研究中關(guān)于活動(dòng)。

另一種可能性是所謂的宇宙中微子產(chǎn)生。這意味著高能粒子是宇宙射線與宇宙微波背景– 大爆炸遺留下來的輻射 – 或星系之間的背景光。

如果是這樣，這將標(biāo)志著第一次已知地以這種方式產(chǎn)生中微子。需要進(jìn)一步研究才能以某種方式解開這個(gè)謎團(tuán)。

該研究發(fā)表在雜志上自然界.

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