Нейтрино очень редко взаимодействуют с веществом: миллионы почти безмассовых частиц пронизывают Землю, оставаясь незамеченными. Для наблюдения за ними строят детекторы огромного объема под землей или водой, способные регистрировать отдельные события в потоках космических частиц. Один из таких инструментов находится в Средиземном море. Это KM3NeT — нейтринный детектор черенковского типа объемом один кубический километр воды. Коллаборация работающих на нем исследователей сообщила о регистрации сигнала от астрофизического нейтрино рекордной энергии.
Нейтрино образуются в ядерных реакциях. На Земле их получают в реакторах и на ускорителях, в космосе — звезды. При прохождении через вещество детектора со скоростью, превышающей скорость света (в этой среде), частица иногда сталкивается с атомом, испуская фотон, создающий голубое свечение. Его регистрируют фотоумножители. Затем ученые вычисляют энергию частицы и направление ее движения, что позволяет установить астрофизический источник нейтрино.
Чем больше объем детектораТем более, что он чувствительный, первые оценки энергии астрофизических нейтрино получили на телескопе. IceCube в Антарктиде — 1015 электронвольт (петаэлектронвольт). Его источники расположены В нашей галактике и в некоторых молодых галактиках с активным образованием звёзд наблюдаются нейтрино. В совокупности это составляет около 15 процентов наблюдаемых нейтрино. Происхождение оставшейся части неизвестно.
KM3NeT — новый нейтринный телескоп черенковского типа, возводимый в Средиземном море. В состав входят два детектора на глубине более двух километров. ARCA, наиболее глубоководный из них, в феврале 2023 года зафиксировал необычный сигнал. По расчетам, это нейтрино с энергией 120 петаэлектронвольт (с разбросом от +110 до -60), летевшее почти горизонтально по отношению к телескопу. Ученые считают маловероятным, что атмосферное нейтрино могло двигаться под таким углом; скорее всего, источник в далеком космосе. вышла в Nature.
Энергия частицы под наименованием KM3-230213A превосходит прежние оценки в десять раз. IceCube и в обсерватории Pierre Auger В Аргентине оба аппарата не зарегистрировали частицу KM3-230213A, но ее существование подтвердили другие телескопы. Поиски астрофизического источника нейтрино в каталогах пока не принесли результатов, что объяснимо с учётом большого разброса в оценках траектории.
Хотя телескоп KM3NeT все еще строят, а его детекторы ARCA функционируют лишь на 10 процентах от запланированной мощности, регистрация высокоэнергетической частицы свидетельствует о его чувствительности и огромном потенциале для будущих научных изысканий.