Na dne stredozemného mora sa kreuje jedinečný projekt v podobe detektora špeciálne navrhnutého na zachytávanie nepolapiteľných častíc známych ako neutrína. Tieto častice sú často nazývané aj „duchovia“, pretože prechádzajú hmotou bez toho, aby s ňou interagovali. Na tému upozornil portál IFLScience.

Zachytili sme zvláštneho „ducha“

Neutrína patria medzi najpočetnejšie častice vo vesmíre, pričom našim telom ich každú sekundu prejdú trilióny. Ide však o veľmi zvláštne častice, ktoré svojou hmotnosťou výrazne zaostávajú za väčšinou elementárnych častíc.

Neutrína sú hojne produkované fúznymi procesmi vo vesmíre, napríklad vo vnútri Slnka. Tento obrázok ukazuje slnko v takzvanom „neutrínovom svetle“ pozorovanom za pomoci neutrínového detektora Super-Kamiokande v Japonsku. Zdroj: Kamioka Observatory, ICRR, University of Tokyo

Napriek tomu, že neutrína patria medzi najpočetnejšie častice vo vesmíre, sú zároveň tie najnepolapiteľnejšie. Vieme, že vysokoenergetické neutrína, ktoré sa nám podarilo detegovať, k nám cestujú miliardy rokov z tých najhlbších zákutí vesmíru. Detekcia týchto „duchov“ môže podľa vedcov odhaliť tajomstvá kozmických výbuchov a tých najextrémnejších javov, ktoré sa vo vesmíre odohrávajú.

Obzvlášť zaujímavým sú vysoko energetické neutrína, teda neutrína s energetickými hladinami nad 0,5 petaelektrónvoltov. Neutrína s ultravysokou energiou sú nielen považované za oveľa vzácnejšie ako ich menej energetické náprotivky, ale je tiež omnoho namáhavejšie na detekciu.

Jedinečné observatórium čaká na svoje dokončenie

Ako však ukázali vedci na nedávnej konferencii Neutrino 2024 v Miláne, vôbec to najenergetickejšie sa teraz podarilo zachytiť na ešte stále nedokončenom neutrínovom observatóriu nachádzajúcom sa 3500 metrov pod hladinou stredozemného mora pri Sicílii.

KM3NeT

Tým laboratóriom je Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss alebo skrátene ARCA, ktoré pozostáva z 800 metrov dlhých reťazcov ležiacich na dne oceánu, v ktorých sú implementované jednotky detektorov. Treba tiež pripomenúť, že ARCA je súčasťou neutrínového observatória s názvom Cubic Kilometer Neutrino Telescope alebo KM3NeT, ktorý tiež zahŕňa pole pri Toulone vo Francúzsku, píše portál Nature.

Keď kozmické lúče zasiahnu atmosféru, vytvoria sprchu subatomárnych častíc, ktoré vytvárajú svetelné záblesky vo vode. Tieto záblesky pomáhajú ARCA detegovať prítomnosť neutrín. Problém však nastáva pri rozlišovaní medzi sprchou častíc spôsobenou kozmickými lúčmi a sprchou spôsobenou neutrínami, ktoré narazia do molekúl vo vode.

Bežné neutrína môžu prejsť celou Zemou a vytvoriť sprchu častíc až na opačnej strane, čo znamená, že keď detektor zachytí sprchu, ktorá prichádza zdola nahor, je to jasný znak prítomnosti neutrín. Zaujímavé ale je, že ultra-vysokoenergetické neutrína sú zastavované Zemou.

Úlohou ARCA je zachytávať práve tieto ultra-vysokoenergetické neutrína, čo je nesmierne náročná úloha. Laboratórium ARCA je zatiaľ zložené iba z 28 reťazcov, v ktorých sa nachádza 18 detektorových jednotiek. Samozrejme platí, že čím viac detektorov budeme mať, tým je vyššia šanca na zachytenie týchto nepolapiteľných častíc.