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2025-06-13 06:53:00
2023年2月、検出器 km3netイタリアの海岸に対して地中海の深さで、それは困惑した科学者:ニュートリノの疑いであるが、220ペタレーセクタンボルト(PEV)の信じられないほどのエネルギーを持つ、つまり35倍の信号をキャッチしました。 … 上で検出されたニュートリノのそれ以上に、最も強力な陸生加速器で作成されたどの粒子よりも数マイルのエネルギーが多い。
このイベントは非常に極端であったため、マルセイユ粒子物理学センターの物理学者が覚えているように、データが受信された場所では、それらを分析しようとするとコンピュータープログラムが「崩壊しました」。
KM3NETは、完全に構築されていないために部分的に動作します(2029年頃に完全に動作すると予想されています)、このイベントが発生したときに展開された検出器の10分の1はほとんどありませんでした。興味深い質問が提起されます。検出器がまだ小さく、時間が少ない状態で、これまでで最高のエネルギーニュートリノがこれまでに登録されたのを見ることができます。 220 PEVのエネルギーは、数センチの砂粒のエネルギーに相当しますが、ほぼ無限のスペースに集中しています。
例外的なニュートリノか不明なもの?
その想定されるニュートリノの前例のないエネルギーは、科学コミュニティで激しい議論を生み出しました。なぜなら、それが偽陽性ではない場合、さまざまな機会にすでに検証されているものは、説明が必要です。
1つの可能性は、それが私たちにとってまだ知られていない「宇宙粒子加速器」の一種と極端な力に由来することです。ブレザレスや超新星などのこれらの「天然加速器」は、フェルミ加速度として知られるプロセスで陽子を加速する衝撃波を生成します。これらの陽子が他の陽子または光子、光粒子と衝突すると、高エネルギーニュートリノが生成されます。ただし、これらの環境でのニュートリノ産生の正確なメカニズムはまだ完全には理解されていません。真実は、私たちが体重を量るのは悪いことですが、ブレザールが実際にどのように機能するかはまだわかりません。
さらに興味深い可能性は、KM3NETの検出が、宇宙の最高のエネルギーである宇宙原性ニュートリノの予測されるバックグラウンドニュートリノの最初のソースであることです。これらのニュートリノは、100 PEVを超えるエネルギーを伴う、超高エネルギーの宇宙線がマイクロ波バックグラウンド放射(CMB)と衝突すると発生すると考えられています。しかし、これらの宇宙性ニュートリノが本当に存在する場合、なぜはるかに強力なアイスキューブがまだそれらを検出していないのでしょうか?
暗い物質粒子?
さて、プリフォーバーですでに相談できる記事でarxiv ‘、ミズーリ州セントルイスのワシントン大学のBhupal Devと彼の同僚は大胆な説明を提案しています:KM3Netによって粒子全体が検出された後、ニュートリノではなく、おそらく遠いブラザールで生まれた暗黒物質の粒子であり、2023年に惑星とともにcrash落しましたか?
もちろん、ニュートリン検出器は、すでに直面しているのは、これらの粒子が物質とほとんどめったに相互作用しないため、困難な作業に直面しています。ニュートリノが地球に到達すると、時には(数百万マイルごとに1つ)ある原子と衝突し、KM3NETとIceCubeの両方で検出できるMuonを生成できます。しかし、KM3NETイベントの極端なエネルギーとIceCubeが見ていないという事実は、その例外にもかかわらず、Devは暗黒物質のようなより危険な仮説を検討するようになりました。
DEVによれば、事実上、ニュートリノではなく暗黒物質から出て行く粒子が謎が解決されるでしょう。比較的浅い粒子の予測された経路は、彼がIceCubeよりもKM3NETに到達するために地球の大部分を移動しなければならなかったことを意味します。 「IceCubeがそれを見なかった理由を説明できます」とDev氏は言います。研究者は、ブレザールの高エネルギー陽子がニュートリノよりも暗黒物質にエネルギーをより効率的に伝達するため、この考えに傾いています。
もちろん、誰もが開発者が正しいと確信しているわけではなく、多くの人が、非常にエネルギーではあるが、このイベントは普通のニュートリノによって生産された可能性が高いと考えている。しかし、Devとそのチームのアイデアが正しいことが判明した場合、それはこれまでに行われたことのない暗黒物質の粒子を検出して研究する新しい方法を開くでしょう。
したがって、この超高エネルギーニュートリノの謎を解決することは、ニュートリノと他のコスモスの両方、特にその最も暴力的で未知の現象のいくつかについての理解に革命をもたらす可能性があります。
ニュートリノのレビュー
「ゴースト粒子」としても知られるニュートリノは、宇宙の最も謎めいた存在の一つです。これらは、ほとんど質量なしで非常に小さな亜原子粒子であり、電荷も欠けているため、遠くから最も勉強が困難なものの1つになります。実際、彼らはめったに物質と相互作用することはありません。これにより、原子の1つにぶつからずに銀河全体を横切ることができます。ニュートリノは、他の粒子に遭遇することなく、鉛のように密集した材料の軽年を通過することができます。
そのとらえどころのない性質にもかかわらず、そしてその並外れた数のために、ニュートリノは物理学者にとって非常に興味深いものです。なぜなら、彼らは暗黒物質から初期の宇宙の物質のまさにその起源に至るまで、宇宙の最も深い謎のいくつかを解明するための鍵を含むことができるからです。
IceCubeおよびKm3Net
ニュートリノの存在は、放射性崩壊中のエネルギーの見かけの「損失」を説明するために、1930年にヴォルフガン・パウリによって最初に提案されました。しかし、彼らが実験的に検出されたのは1956年までではありませんでした。それ以来、科学コミュニティはこれらの奇妙な粒子をよりよく理解するために疲れを知らずに働いています。
これを達成するために、巨大なニュートリノのハンターは世界中に建設されています。最も強力なものの1つは、2010年に動作を開始したIceCubeです。南極に位置し、1立方キロの氷に埋め込まれたバスケットボールボールのサイズの数マイルの検出器で構成されています。高エネルギーニュートリノが氷の原子と相互作用すると、非常に時々起こることがムニョンと呼ばれる粒子を生成します。これは、その巨大な速度により、チェレンコフ放射と呼ばれる一種の「愚かな性交」を生成します。この放射は、IceCube検出器によって記録されているものです。
IceCubeは、毎日何百ものニュートリノを検出します。ほとんどは、宇宙線(あらゆる種類の宇宙イベントで生成され、宇宙全体を移動する高エネルギー粒子)が私たちの大気と衝突したときに生成される大気ニュートリノです。しかし、宇宙ニュートリノはめったにありません。 IceCubeが機能し始めて以来、IceCubeは数百人をほとんど検出しませんでした。
IceCubeによる2011年のCosmic Neutrinosの最初の検出は、新しい時代の始まりを示しました。宇宙線を構成する粒子とは異なり、ニュートリノは負荷不足と小さな質量のために直線的に移動し、天文学者はその起源を追跡できます。しかし、他の重い粒子粒子は、強力な磁場または重力場を交差させることにより、重要な逸脱に苦しみます。 2018年、IceCubeは、ソースまでニュートリノを初めて追跡することができました。Blazarは、中心に粒子の噴流を地球に向けて放出する超大量のブラックホールを備えた銀河です。
一方、KM3NetはIceCubeを補完するように設計されており、地中海の底から新しい視点を提供します。 IceCubeは氷を自然検出器として使用しますが、KM3NETは海水を使用します。完全に動作する場合、海に沈んだ345の長いチェーンで構成され、それぞれが18の球面光検出器を備えています。
#彼らは2023年に地球に触れた不可能な粒子が暗黒物質であると提案します