Im Februar 2023 registrierte das Neutrino-Teleskop KM3NeT im Mittelmeer ein Neutrino mit der höchsten jemals gemessenen Energie. Wie die FAZ berichtet, übertrifft die Energie des Teilchens den bisherigen Rekordhalter um das Dreißigfache. Die Entdeckung wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
KM3NeT, das „Cubic Kilometer Neutrino Telescope“, ist ein noch im Aufbau befindliches Projekt mit rund 360 Wissenschaftlern und Ingenieuren. Das Teleskop besteht aus zwei Standorten, einem vor Südfrankreich und einem vor Sizilien. Am sizilianischen Standort, bestehend aus 4140 optischen Modulen, wurde das Rekord-Neutrino detektiert. Wie die FAZ erläutert, registrierten die Sensoren in der Tiefsee einen Schauer blauer Lichtblitze, die durch ein Myon, ein schweres Elektron, verursacht wurden. Dieses Myon entstand durch die Interaktion des Neutrinos mit einem Atomkern.
Die Energie des Neutrinos wird auf mindestens 120 Peta-Elektronenvolt geschätzt, möglicherweise sogar das Doppelte. Wie Ulf von Rauchhaupt in der FAZ erklärt, ist diese Energie für ein so leichtes Teilchen wie ein Neutrino enorm. Neutrinos sind elektrisch neutral und interagieren nur selten mit Materie, was ihren Nachweis so schwierig macht. Daher benötigt man riesige Detektoren wie KM3NeT, um diese „Geisterteilchen“ zu erfassen.
Die Herkunft des Neutrinos liegt höchstwahrscheinlich außerhalb unserer Galaxie. Die Richtungsempfindlichkeit von KM3NeT grenzt die Quelle auf eine Region im Sternbild Wasserschlange ein. Wie die FAZ berichtet, befinden sich in dieser Region jedoch keine bekannten Objekte, die derart energiereiche Teilchen erzeugen könnten. Mögliche Quellen sind aktive Galaxienkerne in anderen Galaxien, wo supermassive Schwarze Löcher Materie verschlingen und Teilchen auf extreme Energien beschleunigen. Eine weitere Möglichkeit, so die FAZ, wären sogenannte kosmogene Neutrinos, die bei der Kollision von hochenergetischen Protonen mit Photonen der kosmischen Hintergrundstrahlung entstehen.
Wie in der Nature-Veröffentlichung des KM3NeT-Teams erläutert wird, könnte es sich bei der Entdeckung auch um eine bisher unbekannte Art von Neutrinos handeln. Die Forscher spekulieren über eine "neue Komponente" kosmischer Neutrinos aus anderen astrophysikalischen Quellen. KM3NeT ist noch nicht vollständig aufgebaut, was die Entdeckung noch bemerkenswerter macht. Wie die FAZ anmerkt, hätte man statistisch gesehen 70 Jahre warten müssen, um ein solches Ereignis mit der derzeitigen Detektorkapazität zu beobachten.
Verwendete Quellen:
https://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-mehr/neutrino-mit-der-bisher-hoechsten-energie-gesichtet-110293245.html
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08543-1
https://www.faz.net/aktuell/wissen/astroteilchenphysik-forscher-raetseln-ueber-partikel-amaterasu-19336935.html
https://www.km3net.org/category/news/
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