Před dvěma lety byla Země zasažena nejenergetičtějším neutrinem v historii. Dosud si vědci nebyli jisti, zda se nejednalo o chybu měření. Výzkum potvrzuje, že detekce takzvané „fantomové částice“ byla skutečná.
Před pár lety zaznamenal podvodní detektor kosmických částic výskyt neutrina, jehož energie byla 20–30krát vyšší než energie všech ostatních neutrin zaznamenaných v historii. S odhadovanou energií 220 peaelektronvoltů (PeV), kde průměrná hodnota je přibližně 10 PvE, tento objev překonal všechny rekordy a vzbudil rozruch ve velké části odborné veřejnosti. Vyvolal také mnoho pochybností ohledně své povahy.
Pro částicové fyziky existují pouze dvě vysvětlení existence takového anomálního neutrina: buď se jedná o důkaz dosud neznámého kosmického procesu, který může změnit naše chápání neutrin, nebo o zklamávající chybu měření. Věda říká, že s řešením této záhady částic s minimální hmotností, které procházejí hmotou, aniž by ji měnily, takzvaných „fantomových částic“, bychom neměli spěchat. Dospět k jakémukoli odpovědi, ať už bude jakákoli, je složitější, než se zdá.
Ačkoli horní mez hmotnosti neutrin byla vypočítána již dříve, experiment KATRIN umožnil získat výsledek na základě přímých pozorování.
V vyčerpávající studii publikované v časopise Physical Review X bylo toto jediné neutrino zaznamenané teleskopem KM3NeT/ARCA porovnáno s jinými vědeckými databázemi obsahujícími informace o fantomových částicích objevených k dnešnímu dni (označených jako KM3-230213A). Nikdo nic podobného neviděl, ale na základě dostupných údajů lze říci, že toto pozoruhodné neutrino s extrémně vysokou energií nebylo statistickou iluzí.
Stejně jako kámen nemůže popsat podstatu hory, neutrino s energií 220 PeV nemůže být užitečné pro určení jevu, který ho vytvořil. V dokumentu se uznává, že dostupné informace nejsou dostatečné k „vyvození konečných závěrů o tom, zda pozorování ukazuje na novou složku s extrémně vysokou energií ve spektru“.
Kosmická neutrina: nejlepší scénář
Kdyby bylo více podobných záznamů, věda o neutrinech by podle výzkumníků udělala významný krok vpřed. „To může znamenat, že poprvé pozorujeme kosmická neutrina vzniklá při interakci kosmického záření s mikrovlnným pozadím, nebo to může naznačovat nový typ astrofyzikálního zdroje,“ uvádí se ve studii.
Energetický rozsah neutrin z roku 2023 souvisí s kosmickými urychlovači částic, jako jsou aktivní jádra galaxií, výbuchy supernov, relativistické proudy černých děr nebo záblesky gama záření. Naopak klasické signatury získané částicovými observatořemi svědčí o přítomnosti atmosférických neutrin, které vznikají při srážkách kosmického záření s atomy atmosféry dosahujícími Země. Technicky se jedná o stejné částice, ale jejich původ ovlivňuje jejich energii.
„Vzory světla zjištěné pro KM3-230213A se jasně shodují s očekávanými pro relativistickou částici procházející detektorem, pravděpodobně mion, což vylučuje možnost poruchy,“ uvedla spolupráce KM3NeT v prohlášení zveřejněném na ScienceAlert. „Díky obnovené energii a směru tohoto mionu je nejpravděpodobnějším scénářem, a to s velkým odstupem, jeho vznik v důsledku interakce astrofyzikálního neutrina v blízkosti detektoru, což činí toto vysvětlení nejpřirozenějším.“
Různé vědecké obory využívají a studují neutrina z různých důvodů. Jedním z hlavních důvodů je to, že cestují vesmírem, aniž by se odchýlily nebo byly pohlceny, proto mohou poskytnout cenné informace o velmi vzdálených kosmických událostech. Někteří vědci je považují za „reportéry vesmíru“, kteří čas od času přilétají na Zemi s daty, která by jinak nebyla dostupná.
