Tajemnicze neutrino: tłumaczymy, co odkryli naukowcy

Teleskop neutrinowy ARCA znajdujący się na dnie Morza Śródziemnego najprawdopodobniej wykrył neutrino o rekordowo wysokiej energii, szacowanej na dziesiątki biliardów elektronowoltów. ARCA to niewielkie obserwatorium – pracujący na Uniwersytecie Wisconsin-Madison fizyk Francis Halzen porównał odkrycie do wyciągnięcia szczęśliwego losu na loterii.

Neutrino jest cząstką elementarną, która zawdzięcza swoją nazwę małemu rozmiarowi i zerowemu ładunkowi elektrycznemu. Choć nie znamy jej dokładnej masy, wiadomo, że w porównaniu z innymi cząstkami elementarnymi jest bardzo lekka. Dzięki tym własnościom zazwyczaj przenika przez materię bez wchodzenia z nią w oddziaływania. Co za tym idzie, detekcja neutrin to wielkie wyzwanie, mimo że są wszechobecne. Liczba neutrin, które przepłynęły przez ciało czytelnika od początku lektury tego tekstu, jest rzędu biliardów. Ta liczba uwzględnia zresztą tylko neutrina pochodzące z rozpadów promieniotwórczych zachodzących wewnątrz Słońca (energia tych neutrin nie przekracza miliona elektronowoltów), a to niejedyne kosmiczne źródło tych cząstek.

Neutrino wydaje się nieuchwytne, ale można pośrednio wykryć jego obecność, gdy dojdzie do zderzenia z jądrem atomowym. Prawdopodobieństwo takiej kolizji jest bardzo małe; jeżeli jednak ona nastąpi, jądro rozpadnie się, a powstałe cząstki mogą zderzać się z kolejnymi atomami. Skutkiem takich zderzeń może być emisja promieniowania elektromagnetycznego, wykrywanego przez detektory.

Badacze związani z ARCA donieśli o odkryciu na konferencji. Na razie nie zdradzili, z jakiego regionu nieba przybyła cząstka ani kiedy ją zaobserwowano – a to pomoże ustalić, jakie kosmiczne zdarzenie odpowiada za powstanie tak nietypowej cząstki. Biorąc pod uwagę energię neutrina, prawdopodobnie było to coś spektakularnego. Ze względu na obawy przed konkurencyjnymi zespołami, te informacje autorzy odkrycia zamierzają podać dopiero, gdy raport z ich badań będzie gotowy do publikacji.