На дні Середземного моря, у повній темряві та під колосальним тиском, вчені створили унікальну систему, яка допомагає “побачити” майже невловимі частинки — нейтрино. І нещодавно саме ці глибинні сенсори зафіксували найенергійніший нейтрино, який коли-небудь вдавалося зареєструвати.
Про цей прорив розповів фізик Жоау А. Б. Коельо під час наукової конференції у 2024 році. Йдеться про амбітний проєкт, що нагадує наукову фантастику: величезну мережу сенсорів, які виглядають як штучні “очі”, здатні вловлювати сигнали з глибин Всесвіту.
Ці “очі” — це складні сферичні датчики, вкладені один в один, ніби матрьошки. Вони формують частину підводної обсерваторії KM3NeT, а саме її сегмента ARCA, який розташований біля узбережжя Сицилія.
Життя під тиском у 348 атмосфер
Установка працює на глибині близько 3 500 метрів. Там панує тиск приблизно у 348 разів більший, ніж на поверхні. Для порівняння: те, що ми відчуваємо щодня — це лише одна атмосфера.
Попри екстремальні умови, саме глибини океану дають вченим важливу перевагу. Вода слугує природним щитом, який захищає сенсори від електромагнітних перешкод, що заважають спостереженням на поверхні. Це дозволяє точніше вловлювати слабкі сигнали нейтрино — частинок, які майже не взаємодіють із речовиною і буквально “проходять крізь” планети.
Як працює підводний “мисливець” на частинки
Сенсори закріплені на вертикальних тросах довжиною до 700 метрів. Вони не просто шукають нейтрино — їм доводиться відфільтровувати величезну кількість “шуму”, який виникає навколо.
Перший рівень — це природний фоновий шум. Його створює розпад ізотопу калію-40, що присутній у морській воді. Цікаво, що цей шум настільки стабільний, що вчені використовують його для калібрування приладів. Ба більше, він може допомогти виявляти нейтрино, які приходять від вибухів наднових зір.
Другий рівень — це космічні промені. Вони постійно бомбардують атмосферу Землі, породжуючи каскади частинок. Серед них — мюони, які швидко розпадаються і створюють додатковий світловий сигнал. Цей ефект теж допомагає налаштовувати обладнання і навіть досліджувати властивості самих мюонів.
І лише третій рівень — найцінніший. Саме тут з’являються нейтрино, які утворюються в атмосфері Землі. Вони виникають у результаті складного ланцюга реакцій після зіткнення космічних променів з атомами.
Вчені пояснюють цей процес простою метафорою: уявіть авокадо, яке прилітає з космосу. Після удару воно втрачає “шкірку”, залишаючи нестабільну “м’якоть”, яка згодом руйнується — і зрештою залишається лише “кісточка”. Оця “кісточка” і є нейтрино — саме те, що шукають дослідники.
Чому це важливо
Нейтрино — одні з найзагадковіших частинок у Всесвіті. Вони майже не взаємодіють із матерією, але можуть нести інформацію про найпотужніші космічні події: вибухи наднових, чорні діри чи навіть процеси, які ми ще не розуміємо.
Виявлення найенергійнішого нейтрино — це не просто рекорд. Це ще один крок до розуміння “прихованого” Всесвіту, який не видно ні в телескопи, ні в радіохвилі.
І, можливо, саме такі глибоководні обсерваторії одного дня допоможуть нам відповісти на питання: з чого насправді складається наш Всесвіт і які процеси керують ним у найвіддаленіших куточках космосу.
Джерело: portaltele.com.ua