An extraordinary event consistent with a neutrino with an estimated energy of about 220 PeV (220 x 1015 electron volts or 220 million billion electron volts), was detected on February 13, 2023, by the ARCA detector of the kilometre cubic neutrino telescope (KM3NeT) in der Tiefsee. Diese Veranstaltung namens KM3-230213A ist die energetischste Neutrino, die jemals beobachtet wurde, und liefert den ersten Beweis dafür, dass Neutrinos solcher hohen Energien im Universum erzeugt werden. Nach langer und akribischer Arbeit zur Analyse und Interpretation der experimentellen Daten heute, dem 12. Februar 2025 Natur.
Das erkannte Ereignis wurde als einzelner Myon identifiziert, der den gesamten Detektor überquerte und Signale in mehr als einem Drittel der aktiven Sensoren induzierte. Die Neigung seiner Flugbahn in Kombination mit seiner enormen Energie liefert überzeugende Beweise dafür, dass der Myon aus einem kosmischen Neutrino stammt, der in der Nähe des Detektors interagiert.
„KM3NET hat begonnen, eine Reihe von Energie und Empfindlichkeit zu untersuchen, bei der nachgewiesene Neutrinos aus extremen astrophysikalischen Phänomenen stammen können. Dieser erste Nachweis eines Neutrinos von Hunderten von PEV öffnet ein neues Kapitel in Neutrino -Astronomie und ein New Beobachtungsfenster im Universum.“ Kommentare Paschal Coyle, KM3NET -Sprecher zum Zeitpunkt der Erkennung, und Forscher am CNRS Center National de la Rechergee Scientifique – Center de Physique des Partikel de Marseille, Frankreich.
Das energiegeladene Universum ist das Reich katastrophaler Ereignisse wie der Akkretation von supermassiven schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien, Supernova-Explosionen, Gammastrahlen-Bursts, die alle noch nicht vollständig verstanden werden. Diese leistungsstarken kosmischen Beschleuniger erzeugen Partikelströme, die als kosmische Strahlen bezeichnet werden. Einige kosmische Strahlen können mit Materie oder Photonen um die Quelle interagieren, um Neutrinos und Photonen zu produzieren. Während der Reise der energischsten kosmischen Strahlen im gesamten Universum können einige auch mit Photonen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung interagieren, um extrem energische „kosmogene“ Neutrinos zu erzeugen.
„Neutrinos sind eines der mysteriössten Elementarteilchen. Sie haben keine elektrische Ladung, fast keine Masse und interagieren nur schwach mit Materie. Um die am weitesten verbreiteten Reichweite des Universums zu erforschen, erklärt Rosa Coniglione, KM3NET-Stellvertreterspitze zum Zeitpunkt der Erkennung, Forscher am INFN National Institute for Nuclear Physics, Italien.
Obwohl Neutrinos nach Photonen das zweithäufigste Teilchen im Universum im Universum sind, macht sie ihre schwache Wechselwirkung mit Materie sehr schwer zu erkennen und erfordert enorme Detektoren. Das derzeit im Bau befindliche KM3NET-Neutrino-Teleskop ist eine riesige Tiefsee-Infrastruktur, die auf zwei Detektoren Arca und Orca verteilt ist. In seiner endgültigen Konfiguration belegt KM3NET ein Volumen von mehr als einem Kubikkilometer. KM3NET verwendet Meerwasser als Wechselwirkungsmedium für Neutrinos. Seine optischen High-Tech-Module erkennen das Cherenkov-Licht, ein bläuliches Glühen, das während der Ausbreitung durch das Wasser der in Neutrino-Wechselwirkungen erzeugten ultra-relativistischen Partikel erzeugt wird.
„Um die Richtung und Energie dieses Neutrinos zu bestimmen Die Studie von Neutrinos und für die Neutrino -Astronomie „kommentiert Aart Heijboer, KM3NET Physics und Software Manager zum Zeitpunkt der Erkennung und Forscher am Nikhef National Institute for Subatomic Physics, Niederlande.
Der KM3NET/ARCA (Astropartikelforschung mit Kosmie im Abyss) ist hauptsächlich der Untersuchung der höchsten Energie -Neutrinos und ihrer Quellen im Universum gewidmet. Es befindet sich in einer Tiefe von 3450 m, etwa 80 km von der Küste von Portopalo di Capo Passero, Sizilien, entfernt. Die 700 m hohen Erkennungseinheiten (DUS) sind am Meeresboden verankert und etwa 100 m voneinander entfernt. Jedes DU ist mit 18 digitalen optischen Modulen (DOM) ausgestattet, die jeweils 31 Photomultiplierer (PMTs) enthalten. In seiner endgültigen Konfiguration umfasst Arca 230 DUS. Die gesammelten Daten werden über ein U -Boot -Kabel an die Küstenstation im INFN Laboratori Nazionali del Sud übertragen.
Der KM3NET/ORCA (Oszillationsforschung mit Cosmics im Abyss) ist optimiert, um die grundlegenden Eigenschaften des Neutrino selbst zu untersuchen. Es befindet sich in einer Tiefe von 2450 m, etwa 40 km von der Küste von Toulon, Frankreich entfernt. Es wird 115 DUS umfassen, die jeweils 200 m hoch und um 20 m verteilt sind. Die von Orca gesammelten Daten werden an die Küstenstation in La Seyne Sur Mer gesendet.
„Die Skala von KM3NET, die schließlich ein Volumen von etwa einem kubischen Kilometer mit insgesamt etwa 200.000 Mikultiplikatoren umfasst, sowie seine extreme Lage im Abgrund des mediterranen Meeres zeigen die außergewöhnlichen Bemühungen, die erforderlich sind, um die Neutrino -Astronomie und die Partikelphysik voranzutreiben. Die Erkennung dieser Veranstaltung ist das Ergebnis einer enormen Zusammenarbeit zwischen vielen internationalen Teams von Ingenieuren, Technikern und Wissenschaftlern „, kommentiert Miles Lindsey Clark, KM3NET -Projektmanager zum Zeitpunkt der Erkennung und Forschungsingenieur bei den CNRs – Astroperarticle und Forschungsingenieur Kosmologischer Labor, Frankreich.
Dieser ultrahohe Energie-Neutrino kann direkt aus einem leistungsstarken kosmischen Beschleuniger stammen. Alternativ könnte es der erste Nachweis eines kosmogenen Neutrinos sein. Basierend auf diesem einzelnen Neutrino ist es jedoch schwierig, seinen Ursprung zu schließen. Zukünftige Beobachtungen werden sich darauf konzentrieren, mehr solche Ereignisse zu erkennen, um ein klareres Bild zu erstellen. Die kontinuierliche Erweiterung von KM3NET mit zusätzlichen Erkennungseinheiten und der Erwerb zusätzlicher Daten verbessert seine Sensitivität und verbessert die Fähigkeit, kosmische Neutrinoquellen zu bestimmen, wodurch es zu einem führenden Beitrag zur Multi-Messenger-Astronomie führt.
Die KM3NET -Zusammenarbeit vereint mehr als 360 Wissenschaftler, Ingenieure, Techniker und Studenten von 68 Institutionen aus 21 Ländern auf der ganzen Welt.
KM3NET ist in der Roadmap des Europäischen Strategieforums für Forschungsinfrastrukturen aufgenommen, die KM3NET als vorrangige Forschungsinfrastruktur für Europa anerkennt. Zusätzlich zu den von Forschungsagenturen in mehreren Ländern bereitgestellten Finanzmitteln hat KM3NET von verschiedenen Finanzierungen durch die europäischen Forschungs- und Innovationsprogramme sowie den European Regional Development Fund profitiert.
