Միջերկրական ծովում տեղակայված KM3NeT նեյտրինային ստորջրյա աստղադիտակը գրանցել է ռեկորդային էներգիայով նեյտրինոներ՝ ավելի քան 100 պետաէլեկտրոնվոլտ (ՊէՎ), իսկ իրադարձություններից մեկը հասել է շուրջ 220 ՊէՎ-ի: Սա երբևէ որսացած ամենահզոր նեյտրինոներից մեկն է: Սակայն այս դիտարկումը լուրջ հարցեր է առաջացրել. ինչու՞ Անտարկտիդայում գտնվող նմանատիպ IceCube դետեկտորը շատ ավելի երկար ժամանակահատվածում նման բան չի տեսել: Օկլահոմայի նահանգի համալսարանի ֆիզիկոսներն առաջարկել են բացատրություն, որը հաստատվելու դեպքում կդառնա «Ստանդարտ մոդելից» դուրս նոր ֆիզիկայի առաջին ուղղակի ապացույցը: Աշխատանքը հրապարակվել է Physical Review Letters ամսագրում:

Ինչու՞ է այս իրադարձությունն այդքան տարօրինակ

Նեյտրինոները գրեթե անկշիռ, էլեկտրականապես չեզոք մասնիկներ են, որոնք գրեթե չեն փոխազդում նյութի հետ: Դրանք ազատ անցնում են Երկրի, աստղերի և ամբողջ գալակտիկաների միջով՝ կրելով տեղեկատվություն տիեզերական ամենահզոր գործընթացների մասին:

KM3NeT-ը որսացել է գերէներգետիկ նեյտրինո, որն անցել է մոտ 150 կմ Երկրի հաստության միջով (լեռնային ապարներ և ծովի ջուր): Նույն ժամանակահատվածում IceCube-ը, որը գտնվում է Անտարկտիդայի սառույցների մեջ, չի գրանցել համադրելի էներգիայով ոչ մի դեպք: Ճանապարհի երկարության տարբերությունը՝ ընդամենը 14 կմ սառույց՝ ընդդեմ 150 կմ ապարի ու ջրի, դարձավ վարկածի հիմքը: Հեղինակները ենթադրում են, որ այստեղ ներգրավված են այսպես կոչված ստերիլ նեյտրինոները:

Ստերիլ նեյտրինոներ և օսցիլյացիաներ Երկրի հաստության մեջ

Ստերիլ նեյտրինոները հիպոթետիկ մասնիկներ են, որոնք դեռևս ներառված չեն Ստանդարտ մոդելում: Դրանք կարող են վերածվել սովորական («ակտիվ») նեյտրինոների նյութի միջով անցնելու ժամանակ՝ շնորհիվ քվանտային էֆեկտի, որը կոչվում է նեյտրինային օսցիլյացիա: KM3NeT-ի դեպքում խիտ նյութի միջով անցած երկար ճանապարհը կարող էր ուժեղացնել այդ փոխակերպումը, ինչի պատճառով աստղադիտակը գրանցել է ավելի շատ գերէներգետիկ իրադարձություններ, քան IceCube-ը:

«IceCube-ում նմանատիպ իրադարձությունների բացակայությունն արդեն կարող է մատնանշել նոր ֆիզիկայի գոյությունը էքստրեմալ բարձր էներգիաների դեպքում», — կարծում են հեղինակները:

Ի՞նչ է սպասվում հետո

Սա դեռևս միայն հիպոթեզ է, բայց այն բացատրում է երկու խոշորագույն նեյտրինային դետեկտորների միջև եղած տարբերությունը: Եթե էֆեկտը հաստատվի, դա կդառնա վերջին տարիների նեյտրինային աստղագիտության ամենակարևոր հայտնագործություններից մեկը:

Կարճ ասած

KM3NeT ստորջրյա աստղադիտակը որսացել է ռեկորդային էներգիայի նեյտրինոներ (մինչև ~220 ՊէՎ), սակայն IceCube-ը նման բան չի տեսել: Ֆիզիկոսները սա բացատրում են Երկրի հաստության միջով անցնելիս ստերիլ նեյտրինոների հնարավոր փոխակերպմամբ սովորականների: Եթե վարկածը հաստատվի, դա կլինի Ստանդարտ մոդելից դուրս նոր ֆիզիկայի առաջին ուղղակի վկայությունը: