Mérföldkő: észlelték a titokzatos neutrínót

A felfedezés „új ablakot tár az univerzumra” és megnyitja az utat a további vizsgálatoknak.

„Ez az első alkalom, hogy szilárd bizonyíték áll rendelkezésre a Naprendszeren kívüli »kozmikus részecskegyorsítókból« érkező nagy energiájú neutrínókról” – mondta Gary Hill, az Adelaide-i Egyetem kutatója, a Science című tudományos folyóiratban megjelent tanulmány egyik szerzője, aki szerint a felfedezés „új ablakot tár az univerzumra” és „megnyitja az utat egy újfajta csillagászat számára a Tejútrendszer peremén és az annál is messzebb zajló események vizsgálatára”.

A neutrínó a könnyű elemi részecskék egyik fajtája. A részecskék világában nem jelentős gravitációt kivéve csak gyenge kölcsönhatásban vesz részt, erős kölcsönhatásban nem kimutatható. Elektromos töltése nincs, semleges, emiatt elektromágneses kölcsönhatásban sem vesz részt. Ez a magyarázata annak, hogy a neutrínó rendkívül közömbös az anyaggal szemben: egy fényév vastagságú ólomfalon a neutrínóknak mintegy fele haladna át úgy, hogy akár egyetlen atommal ütközne.

Mindennek köszönhetően keletkezési helyétől egyenes vonalban érkezik meg a detektorhoz, megőrizve a tudomány számára rendkívül értékes információkat keletkezése körülményeiről (impulzus, energia, a keletkezési helyhez mutató irány).

Neutrínók többféle forrásból is származhatnak, a tudósok a távoli világegyetemből érkezők mellett megkülönböztetnek mesterséges (atomerőművekben keletkező), földi (terresztriális), légköri (atmoszferikus) és nap- (szoláris) neutrínókat.

A világegyetem messzi részeiből érkező neutrínók a legnagyobb energiájú és legtávolabbi jelenségekről – például szupernóvákról, fekete lyukakról, pulzárokról és aktív galaxismagokról – hordoznak üzenetet.

A nehezen észlelhető részecske alapvető annak megértésében, hogy miként működik az univerzum a legkisebb skálán nézve, és kulcsfontosságú olyan rejtélyek megoldásában, mint a nagy energiájú kozmikus sugárzás eredete vagy a sötét anyag és a sötét energia természete.

Az egy köbkilométeres Jégkocka több mint ötezer szenzora az Antartkisz jegét felhasználva 1,5-2,4 kilométer mélyen detektálja a részecskét. A Jégkocka által vizsgált területen trilliónyi neutrínó halad át, és amikor egyikük ütközik egy oxigénatommal a jégben, kék fény keletkezik. A tudósok a fényvillanás alapján számítják ki, hogy milyen iránya és energiája volt a neutrínónak, amikor a detektorba lépett.

A Naprendszeren kívüli, hatalmas energiájú neutrínókról szóló első bizonyítékokat áprilisban találták, amikor két, több mint ezer teraelektronvolt (TeV) energiájú ütközést igazoltak a 2010 és 2012 között végzett méréseket elemezve. El is nevezték a neutrínókat, amelyek a Szezám utca népszerű szereplői után a Bert és az Earnie nevet kapták. Később további 26 „gyengébb” – hozzávetőleg 30 TeV-os – ütközés nyomait azonosították. Összehasonlításképpen: a CERN nagy hadronütköztetőjében (LHC) 4-4, összesen pedig 8 TeV-en ütköztettek protonnyalábokat.

A Jégkocka által mért nagy energiájú események „legkevesebb fele olyan tulajdonságokkal és energiával bírt, amelyek nem összeegyeztethetők a földi légkörben keletkezőkkel” – jegyezte meg Gary Hill, aki szerint elképzelhető, hogy a neutrínók aktív galaxismagokban, talán kvazárokban keletkeztek. Az még tisztázásra vár, hogy a Tejútrendszerben vagy azon kívül – tette hozzá. Az eddigi eredmények azt sejtetik, hogy a neutrínók nem egy forrásból vagy eseményből származnak.

A neutrínók származási helyének kinyomozásával el lehet készíteni az univerzum legnagyobb energiájú térségeinek térképét, ami páratlan segítséget nyújt a tudománynak, hogy többek közt a távoli galaxisok felrobbant csillagai helyén keletkező fekete lyukak titkait megismerje – írta közleményében Jenni Adams, az új-zélandi Canterbury Egyetem kutatója.