Experiment KM3NeT, na ktorom sa podieľajú aj slovenskí vedci (aj autorky článku, poznámka [Samuel]), dosiahol prelomový úspech. Dňa 13. februára 2023 bolo v hlbinách Stredozemného mora zaznamenané výnimočné neutríno s rekordnou energiou približne 220 PeV (PeV = 1 000 000 000 000 000 elektrónvoltov).
Ide o najenergetickejšie neutríno, aké bolo doteraz pozorované. Detekcia tohto neutrína, označeného ako KM3-230213A, predstavuje prelomový objav v astrofyzike – ide o prvý dôkaz, že neutrína s extrémne vysokou energiou vznikajú vo vesmíre. Pre lepšiu predstavu, energia zaznamenaného neutrína je rádovo až 10 000-krát vyššia ako energia častíc urýchľovaných v LHC v CERN-e. Po dvoch rokoch detailnej analýzy bol tento objav 12. februára 2025 publikovaný v prestížnom vedeckom časopise Nature.
Neutrína patria medzi najzáhadnejšie elementárne častice. Majú nulový elektrický náboj, ich hmotnosť je veľmi malá a sú takmer nepolapiteľné – každú sekundu nami prechádza trilióny neutrín bez akejkoľvek interakcie. Vďaka týmto vlastnostiam sú ideálne na skúmanie procesov v hlbokom vesmíre. Dokážu uniknúť z extrémne hustých prostredí a precestovať obrovské vzdialenosti po priamych dráhach až k Zemi, kde ich môžeme detegovať. To umožňuje vedcom identifikovať ich zdroje a skúmať jedny z najextrémnejších procesov vo vesmíre.
Keďže neutrína len zriedkavo interagujú s hmotou, ich detekcia je mimoriadne náročná a vyžaduje si observatóriá obrovských rozmerov, umiestnené v transparentnom prostredí, ako je voda alebo ľad. Cieľom týchto detektorov je registrovať záblesky Čerenkovovho žiarenia – modrého svetla, ktoré vzniká, keď nabité častice vytvorené pri interakciách neutrín s hmotou prekonajú rýchlosť svetla v danom prostredí.
Jedným z takýchto observatórií je neutrínový teleskop KM3NeT, ktorý predstavuje obrovskú 3D sieť optických senzorov umiestnených v hlbinách Stredozemného mora. Tieto senzory dokážu zachytiť slabé záblesky svetla. Aktuálne je projekt ešte vo výstavbe; po dokončení bude tento neutrínový teleskop pokrývať objem viac ako jeden kubický kilometer.
Neutrínový event KM3-230213A bol zaregistrovaný 13. februára 2023 v detektore ARCA, ktorý patrí do neutrínového teleskopu KM3NeT a nachádza sa v hĺbke približne 3500 m pri pobreží Sicílie. Viac ako tretina fotosenzorov postaveného detektora zaznamenala Čerenkovovo svetlo, ktoré vzniklo v dôsledku interakcie tohto vysokoenergetického neutrína.
Neutríno s tak vysokou energiou môže pochádzať z výnimočne silného kozmického urýchľovača, akým môže byť aktívne galaktické jadro alebo zdroj gama žiarenia. Ďalšou možnosťou je, že neutríno vzniklo pri interakcii ultra-vysokoenergetického kozmického žiarenia s reliktným kozmickým žiarením. Hoci bolo identifikovaných viacero potenciálnych zdrojov, presný pôvod tohto neutrína zatiaľ nie je známy.
Detekcia tohto eventu predstavuje míľnik v astrofyzike, keďže ide o prvé neutríno pozorované s tak vysokou energiou. Je to významný krok k zmapovaniu doposiaľ neznámej oblasti astrofyziky, poskytuje nám unikátny pohľad do najextrémnejších procesov vo vesmíre a posúva hranice ľudského poznania.
[Zuzana Bardačová a Eliška Eckerová]