Από τους πάγους της Ανταρκτικής μέχρι τα βάθη της Μεσογείου, τεράστιοι ανιχνευτές επιχειρούν να «δουν» το Σύμπαν με έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο: όχι μέσα από το φως, αλλά μέσα από τα νετρίνα, τα σχεδόν άυλα σωματίδια που μπορούν να ταξιδεύουν τεράστιες κοσμικές αποστάσεις μεταφέροντας πληροφορίες από ορισμένα από τα πιο βίαια φαινόμενα του Σύμπαντος.
Το φετινό Νόμπελ Φυσικής στον Φράνσις Χάλτσεν έφερε ξανά στο προσκήνιο αυτή τη νέα μορφή αστρονομίας. Ο Αμερικανός αστροφυσικός τιμήθηκε για την καθοριστική συμβολή του στο IceCube, το γιγαντιαίο παρατηρητήριο νετρίνων που βρίσκεται μέσα στους πάγους της Ανταρκτικής, και στην ανακάλυψη νετρίνων υψηλής ενέργειας αστροφυσικής προέλευσης.
Στην άλλη άκρη του πλανήτη, ένα αντίστοιχο επιστημονικό εγχείρημα αναπτύσσεται στον βυθό της Μεσογείου. Πρόκειται για το KM3NeT, στο οποίο συμμετέχει και το Εθνικό Κέντρο Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος» και το οποίο ήδη έχει καταγράψει ένα από τα σημαντικότερα γεγονότα στην ιστορία της αστρονομίας νετρίνων.
«Η αστρονομία νετρίνων μόλις τώρα ξεκινάει», επισημαίνει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ η Αικατερίνη Τζαμαριουδάκη, διευθύντρια ερευνών του Ινστιτούτου Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος», η οποία συμμετέχει στο πείραμα KM3NeT.
Το νετρίνο που έσπασε όλα τα ρεκόρ
Τον Φεβρουάριο του 2025, το KM3NeT βρέθηκε στο επίκεντρο του διεθνούς επιστημονικού ενδιαφέροντος με τη δημοσίευση στο Nature της ανίχνευσης του KM3-230213A, ενός κοσμικού νετρίνου ασύλληπτης ενέργειας.
Το γεγονός είχε καταγραφεί στις 13 Φεβρουαρίου 2023 από τον ανιχνευτή ARCA, στα βαθιά νερά της Μεσογείου κοντά στη Σικελία. Από την ανάλυση προέκυψε διάμεση εκτιμώμενη ενέργεια περίπου 220 PeV, με σημαντικό εύρος αβεβαιότητας.
Ήταν το υψηλότερης ενέργειας κοσμικό νετρίνο που είχε ανιχνευθεί, προσφέροντας στοιχεία για την ύπαρξη νετρίνων υπερυψηλής ενέργειας στη φύση.
Ακόμη πιο εντυπωσιακό είναι ότι το ARCA δεν είχε ολοκληρωθεί όταν έκανε την ανακάλυψη. Την ώρα της ανίχνευσης λειτουργούσαν μόλις 21 γραμμές ανίχνευσης, περίπου το ένα δέκατο της τελικής διάταξης του τηλεσκοπίου.
Η πηγή του KM3-230213A δεν έχει προσδιοριστεί. Οι επιστήμονες εξέτασαν διαφορετικά ενδεχόμενα, χωρίς να εντοπίσουν κάποιο αστροφυσικό αντικείμενο που να μπορεί να συνδεθεί με βεβαιότητα με το σωματίδιο. Μία πιθανότητα είναι να προήλθε από έναν ισχυρό κοσμικό επιταχυντή, ενώ εξετάζεται και το σενάριο να πρόκειται για κοσμογονικό νετρίνο, που δημιουργήθηκε από την αλληλεπίδραση κοσμικών ακτίνων υπερυψηλής ενέργειας με φωτόνια στο Σύμπαν.
Οι αόρατοι «αγγελιοφόροι» του Σύμπαντος
Τα νετρίνα είναι υποατομικά σωματίδια με εξαιρετικά μικρή μάζα και χωρίς ηλεκτρικό φορτίο. Αλληλεπιδρούν τόσο ασθενώς με την ύλη ώστε τεράστιοι αριθμοί τους διαπερνούν συνεχώς το ανθρώπινο σώμα και ολόκληρη τη Γη χωρίς να αφήνουν ίχνος.
Ακριβώς αυτή η ιδιότητά τους τα καθιστά πολύτιμα για την αστροφυσική. Σε αντίθεση με τα φορτισμένα σωματίδια, η πορεία τους δεν εκτρέπεται από τα διαστρικά μαγνητικά πεδία, ενώ μπορούν να διασχίζουν τεράστιες ποσότητες ύλης.
«Καθώς μέχρι πρόσφατα η γνώση μας για το Σύμπαν προερχόταν κυρίως από δύο είδη “αγγελιοφόρων”, τα φωτόνια και τα φορτισμένα σωματίδια (κοσμικές ακτίνες), η μελέτη των νετρίνων, τα οποία δεν εκτρέπονται από τα διαστρικά μαγνητικά πεδία και δεν απορροφώνται, ανοίγει μια νέα δυνατότητα για την απάντηση θεμελιωδών ερωτημάτων σχετικά με την προέλευση και τη φύση των κοσμικών ακτίνων», περιγράφει η κ. Τζαμαριουδάκη.
Όπως προσθέτει, «ο συνδυασμός πληροφοριών που προέρχονται από διαφορετικούς αγγελιοφόρους είναι ένα νέο, ισχυρό εργαλείο για την κατανόηση των διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα στα αστροφυσικά φαινόμενα του Σύμπαντος».
Ένα τηλεσκόπιο στον βυθό της Μεσογείου
Η ανίχνευση αυτών των σωματιδίων απαιτεί εγκαταστάσεις τεράστιων διαστάσεων. Επειδή τα νετρίνα αλληλεπιδρούν εξαιρετικά σπάνια με την ύλη, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μεγάλους όγκους διαφανούς πάγου ή νερού και αναζητούν τις αμυδρές λάμψεις που δημιουργούν τα φορτισμένα σωματίδια μετά από μια αλληλεπίδραση νετρίνου.
Στην Ανταρκτική αυτόν τον ρόλο έχει το IceCube. Στην Ευρώπη, η αντίστοιχη υποδομή είναι το KM3NeT, που αναπτύσσεται στον βυθό της Μεσογείου και αποτελείται από δύο διαφορετικούς ανιχνευτές.
Ο ARCA, κοντά στη Σικελία, είναι σχεδιασμένος κυρίως για την αναζήτηση νετρίνων υψηλής ενέργειας από γαλαξιακές και εξωγαλαξιακές πηγές. Στην τελική του μορφή θα καταλαμβάνει όγκο περίπου ενός κυβικού χιλιομέτρου.
Ο ORCA, κοντά στην Τουλόν της Γαλλίας, έχει διαφορετική επιστημονική αποστολή και επικεντρώνεται στη μελέτη θεμελιωδών ιδιοτήτων των νετρίνων.
«Εξαιτίας της εξαιρετικής του ακρίβειας στον προσδιορισμό της κατεύθυνσης των νετρίνων, το τηλεσκόπιο νετρίνων KM3NeT/ARCA θα συνεισφέρει ουσιαστικά όχι μόνο στην ανίχνευση νετρίνων υψηλής ενέργειας, αλλά επίσης θα ενισχύσει σημαντικά την ικανότητα εντοπισμού των αστροφυσικών πηγών από τις οποίες προέρχονται και συνεπώς την κατανόηση των βίαιων φαινομένων στο Σύμπαν», εξηγεί η κ. Τζαμαριουδάκη.
Η ελληνική συμμετοχή
Η Ελλάδα έχει παρουσία στην προσπάθεια ήδη από τα πρώτα βήματα της ανάπτυξης υποθαλάσσιων τηλεσκοπίων νετρίνων. Ένα από τα τρία πιλοτικά ευρωπαϊκά πειράματα ήταν το NESTOR, που πραγματοποιήθηκε στα βαθιά νερά ανοιχτά της Πύλου.
Σήμερα, στη διεθνή κοινοπραξία KM3NeT συμμετέχει το Ινστιτούτο Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος». Η ελληνική ομάδα συμμετέχει στην κατασκευή και λειτουργία του πειράματος, καθώς και στην ανάλυση των δεδομένων και τη διοίκησή του.
Στην ομάδα περιλαμβάνονται ο διευθυντής του Ινστιτούτου Χρήστος Μάρκου, η Αικατερίνη Τζαμαριουδάκη, η ερευνήτρια Ευαγγελία Δρακοπούλου, τεχνικό προσωπικό και φοιτητές.
Η ανακάλυψη του KM3-230213A, ενώ το τηλεσκόπιο βρισκόταν ακόμη σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξης, έδωσε ήδη μια πρώτη εικόνα των δυνατοτήτων του. Όσο το KM3NeT επεκτείνεται, η μεγαλύτερη ευαισθησία και η ακρίβεια στον προσδιορισμό της κατεύθυνσης των νετρίνων αναμένεται να ενισχύσουν την προσπάθεια για το επόμενο μεγάλο βήμα: όχι απλώς να ανιχνεύονται αυτά τα σπάνια κοσμικά σωματίδια, αλλά να εντοπίζονται οι πηγές που τα στέλνουν προς τη Γη.
Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ
Διαβάστε τις Ειδήσεις σήμερα και ενημερωθείτε για τα πρόσφατα νέα.
Ακολουθήστε το differentnews.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις.
Πηγή: www.skai.gr
