Пришелец из глубокого космоса: физики обнаружили призрачную частицу с самой высокой энергией

Физики с помощью нейтринного телескопа KM3NeT, расположенного на дне Средиземного моря, обнаружили призрачную частицу или нейтрино с самой высокой энергией среди всех известных. Эта элементарная частица прибыла на Землю почти со скоростью света из-за пределов Млечного Пути. У ученых есть 12 потенциальных источников этого нейтрино. Исследование опубликовано в журнале Nature, пишет Space.

Нейтрино часто называют призрачными частицами, ведь у них нет заряда и они имеют чрезвычайно малую массу, а потому их очень сложно обнаружить. При этом нейтрино пролетают почти со скоростью света через практически любые объекты во Вселенной. Каждую секунду через ваше тело пролетает примерно 100 трлн нейтрино.

На дне Средиземного моря на глубине 3450 метров находится нейтринный телескоп KM3NeT, состоящий из тысяч датчиков для регистрации нейтрино. Именно этот подводный детектор обнаружил вспышку света, созданную частицей мюоном, но характеристики этой частицы указывают на то, что она была создана, когда нейтрино с чрезвычайно высокой энергией столкнулось с другой элементарной частицей.

Физики определили энергию нейтрино по количеству света, зафиксированного подводным детектором. Оказалось, что энергия нейтрино составляет 220 миллионов миллиардов электрон-вольт. Это в 30 000 больше, чем могут получить частицы при ускорении в Большом адронном коллайдере. Чтобы получить такую энергию частицы в крупнейшем ускорителе частиц на Земле длиной 27 км, он должен иметь длину экватора Земли, то есть 40 000 км.

Ученые считают, то нейтрино с самой высокой энергией прибыло из-за пределов Млечного Пути и у физиков есть 12 потенциальных источников этой частицы. Предполагается, что это один из 12 блазаров, то есть объектов, которые создают сверхмассивные черные дыры в центрах галактик. Часто черные дыры создают при активном поглощении материи очень яркие квазары и при этом из них выходят струи плазмы длиной в сотни световых лет. Если такая струя направлена в сторону Земли, то данный объект называется блазаром.

Эти струи также состоят из высокоэнергетических частиц под названием космические лучи и мощного электромагнитного излучения. Когда частицы космических лучей сталкиваются с другими элементарными частицами в галактике, они посылают потоки высокоэнергетических нейтрино.

Но физики также считают, что обнаруженное нейтрино с самой высокой энергией могло возникнуть во время столкновения протонов из космических лучей с фотоном в реликтовом излучении. Оно возникло вскоре после Большого взрыва, когда фотоны, то есть частицы света, начали свободно перемещаться по Вселенной.

Если последняя версия верна, то физики впервые обнаружили космогенное нейтрино. Считается, что такие частицы должны существовать, но их еще никогда не обнаруживали.