Невидимата частица, която обърка всички

През февруари 2023 г. един детектор на дъното на Средиземно море улови нещо, което не би трябвало да съществува. Неутрино с енергия от 220 PeV. Досега никой не беше виждал такова нещо. Предишните рекорди изглеждаха смешни в сравнение.

Детекторът още не беше готов. Работеше на 10% капацитет.

Къде се е родила тази частица

Проблемът е, че няма откъде да се разбере. Няма светлина, няма радиосигнал, няма гама-лъчи, които да сочат към конкретен източник. Частицата просто пристигна.

Това вече е улика.

Заподозрените: блазарите

Блазарите са ядра на далечни галактики, задвижвани от свръхмасивни черни дупки. От тях излизат струи плазма, които се носят почти със скоростта на светлината. Когато една такава струя е насочена право към нас, получаваме блазар.

Учените смятат, че не един, а много блазари са виновни за това неутрино. Като фонов шум от цяла тълпа, а не от един глас.

Проверката чрез симулации

Екипът пуснал компютърни модели. В тях вкарали какво знаем за магнитните полета и поведението на тези обекти. След това нагласили два параметъра:

Колко енергия носят протоните спрямо електроните. И как изглежда енергийният спектър на протоните.

За всяка настройка пресмятали колко неутрино и гама-лъчи би трябвало да се получат. После сравнили резултатите с това, което реалните телескопи виждат.

Какво се оказа

Моделът работи. Предсказва, че такива свръхенергични неутрино са рядкост — точно както показват наблюденията. И количеството гама-лъчи, които се получават като страничен продукт, съвпада с измерванията на телескопа Fermi.

Нищо не стърчи. Всичко пасва.

Защо това е важно

Едно неутрино само по себе си не доказва нищо. Но когато добавиш и това, което не сме видели — мълчанието на IceCube, фона от гама-лъчи — картината става по-ясна.

Блазарите започват да изглеждат като най-вероятния отговор.

Какво следва

KM3NeT/ARCA още не е завършен. Когато стане, ще лови повече такива частици. Може би ще разберем дали наистина черните дупки в далечните галактики ускоряват частици до такива енергии.

Засега имаме едно неутрино и много въпроси. Но понякога точно това е началото.