Nga zbulimet më të pazakonta në fizikën moderne të grimcave: u regjistrua një neutrinoje me energjinë më të lartë të vëzhguar ndonjëherë, e cila mund të ketë origjinë që nga fazat shumë të hershme të universit.
Neutrinot janë grimca elementare jashtëzakonisht të vështira për t’u studiuar. Ato nuk kanë ngarkesë elektrike, kanë masë pothuajse zero dhe ndërveprojnë shumë rrallë me materien. Kjo do të thotë se triliona neutrina kalojnë përmes trupit tonë çdo sekondë pa u vënë re fare. Pikërisht për këtë arsye, për t’i zbuluar ato përdoren observatorë të veçantë në mjedise ekstreme, si në thellësi të oqeanit, në akullin e Antarktidës ose nëntokë, ku mund të shmangen ndërhyrjet nga rrezatimi i zakonshëm kozmik.
Një nga këto observatorë është KM3NeT (Cubic Kilometer Neutrino Telescope), një rrjet i madh detektorësh të vendosur në fund të Detit Mesdhe. Ai funksionon duke kapur dritën shumë të dobët që prodhohet kur një neutrino, në raste shumë të rralla, përplaset me një atom në ujë. Kjo përplasje krijon grimca të tjera, si muonët, të cilët lëvizin me shpejtësi të madhe dhe prodhojnë një dritë blu karakteristike të quajtur rrezatim Çerenkov. Pikërisht këtë dritë kap KM3NeT për të “ndjerë” kalimin e neutrinos.
Në shkurt të vitit 2023, ky observator regjistroi një ngjarje të jashtëzakonshme të quajtur KM3-230213A. Ajo u identifikua përmes një muoni të prodhuar nga ndërveprimi i një neutrinoje me materien. Analizat treguan se energjia e saj ishte rreth 220 petaelektronvolt (PeV), ose 220 milion miliard elektronvolt. Kjo është shumë herë më e madhe se energjitë e neutrinove të zbuluara më parë dhe e vendos këtë grimcë në një kategori krejtësisht të veçantë.
Për krahasim, energjitë që mund të arrijmë në përshpejtuesit më të fuqishëm të grimcave në Tokë janë shumë më të ulëta. Kjo do të thotë se kjo neutrino ka shumë gjasa të jetë krijuar në procese kozmike jashtëzakonisht të dhunshme dhe energjetike.
Shkencëtarët e lidhin prodhimin e neutrinove me ngjarje ekstreme në univers, si shpërthimet e supernovave, shpërthimet e rrezeve gama, përplasjet e yjeve neutronikë apo aktiviteti i vrimave të zeza supermasive në qendrat e galaktikave. Në këto procese, grimcat me energji shumë të lartë përplasen me rrezatim ose materie dhe krijojnë zinxhirë reaksionesh që prodhojnë neutrina.
Megjithatë, në rastin e KM3-230213A, identifikimi i burimit të saktë ka qenë shumë i vështirë. Arsyeja është se neutrinot nuk devijohen nga fushat magnetike dhe nuk përthithen lehtë nga materia, kështu që ato mbajnë drejtimin e origjinës së tyre, por ndërveprojnë kaq rrallë sa që gjurma e tyre është shumë e vështirë për t’u kapur me saktësi të plotë. Për këtë arsye, studiuesit mundën vetëm të ngushtonin zonën e mundshme të origjinës, jo ta përcaktonin një burim të vetëm.
Analizat e publikuara në revistën Nature sugjerojnë disa mundësi për origjinën e kësaj grimce. Ajo mund të ketë ardhur nga burime brenda galaktikës sonë, nga universi lokal, nga ngjarje të përkohshme shumë energjetike si shpërthime kozmike, ose nga burime shumë të largëta jashtë galaktikave (ekstragalaktike). Asnjë prej këtyre nuk mund të përjashtohet plotësisht.
Një hipotezë veçanërisht interesante është ajo e neutrinove kozmogjenike. Këto janë grimca teorike që krijohen kur rrezet kozmike me energji jashtëzakonisht të lartë—protonë ose bërthama atomike që udhëtojnë pothuajse me shpejtësinë e dritës—përplasen me rrezatimin e sfondit kozmik të mbetur nga Big Bengu. Këto përplasje prodhojnë një varg reaksionesh që krijojnë grimca të tjera, përfshirë neutrina shumë energjetike. Nëse KM3-230213A është një neutrinë e tillë, ajo do të ishte një nga zbulimet më të rëndësishme në fizikën moderne.
Rëndësia e neutrinove kozmogjenike është e madhe sepse ato mund të funksionojnë si “mesazherë kozmikë”. Ndryshe nga drita ose grimcat e ngarkuara, ato nuk devijohen dhe nuk absorbohen lehtë, kështu që mund të mbajnë informacion të drejtpërdrejtë nga burimi i tyre. Kjo do të thotë se ato mund të na ndihmojnë të studiojmë ngjarjet më të largëta dhe më të hershme të universit, si edhe të testojmë ligje të fizikës që shkojnë përtej Modelit Standard.
Megjithatë, studiuesit janë të kujdesshëm dhe theksojnë se ende nuk ka prova të mjaftueshme për të konfirmuar se kjo neutrino është kozmogjenike. Të dhënat e deritanishme thjesht tregojnë se kjo është një mundësi e vlefshme, por jo një përfundim i sigurt.
Për ta zgjidhur këtë mister, nevojiten observatorë më të mëdhenj dhe më të ndjeshëm. KM3NeT po zgjerohet me më shumë detektorë në fund të detit, gjë që do të rrisë ndjeshmërinë dhe do të lejojë jo vetëm zbulimin e më shumë neutrinove ultra-energjike, por edhe përcaktimin më të saktë të drejtimit të tyre.
Në thelb, ky zbulim hap një dritare të re drejt universit ekstrem, duke sugjeruar se disa nga grimcat më të vogla në natyrë mund të mbajnë përgjigje për disa nga pyetjet më të mëdha rreth origjinës dhe evolucionit të kozmosit.
