Нейтрино — электрически нейтральные частицы более чем в миллион раз легче электрона. Обычно они возникают в результате ядерных реакций, какие бывают в центре Солнца, и разлетаются оттуда с энергией порядка миллионов электрон-вольт (10 в шестой степени эВ). Но за десять с лишним лет наблюдений земные ученые смогли обнаружить нейтринные события с энергиями в несколько квадрильонов электрон-вольт (10 в 15-й степени эВ), пишет Nature.

Телескоп KM3NeT состоит из длинных струн с расположенными на них оптическими детекторами на глубине около 3500 метров у побережья Сицилии и возле Тулона (Франция). Они регистрируют заряженные частицы высоких энергий, например, мюоны, которые постоянно бомбардируют поверхность Земли. Мюоны возникают, когда космические лучи попадают в молекулы воздуха. Но иногда они возникают и в результате падения на поверхность планеты частицы нейтрино.

В феврале 2023 года телескоп зафиксировал событие, которое ученые определили как мюон с энергией 120 ПэВ. Траектория движения частицы была почти горизонтальной по отношению к поверхности Земли, а летела она на восток, в сторону Греции. На основании этих показаний физики сделали вывод, что источник этого мюона — не космические лучи, а нейтрино.

Никто не может сказать наверняка, откуда прибыл этот высокоэнергетический нейтрино. Вероятные источники: огромная черная дыра или вспышка гамма-излучения от взрыва звезды. Еще одна правдоподобная версия: столкновение протона с реликтовым излучением.

В прошлом году команда ученых ЦЕРН впервые наблюдала напрямую взаимодействия мюонного и электронного нейтрино в диапазоне тераэлектронвольт (ТэВ), использовав для этого детектор FASER Большого адронного коллайдера. Акитака Арига из Университета Тиба (Япония), руководитель научной группы, назвал результаты исследования «прорывом в физике элементарных частиц, который может преобразовать стратегию крупномасштабных экспериментов в этой области».