Een detector op de bodem van de Middellandse Zee lijkt een ultra-energierijk neutrino-deeltje te hebben waargenomen. Dit deeltje zou ontstaan kunnen zijn bij een extreme gebeurtenis in het verre heelal.
Op de bodem van de Middellandse Zee is de neutrinodetector KM3NeT in aanbouw. Hoewel het meetapparaat nog niet compleet is, kan het wel al neutrino’s detecteren. Nu lijkt het erop dat de incomplete detector al een record op zijn naam heeft staan. KM3NeT heeft waarschijnlijk het meest energieke neutrino ooit gedetecteerd. Dat maakte natuurkundige João Coelho van de Franse Université Paris Cité bekend tijdens de Neutrino 2024-conferentie in Milaan.
Kosmische neutrino’s
Neutrino’s zijn superlichte, ladingsloze deeltjes die kunnen ontstaan bij kernreacties, bijvoorbeeld in de zon of in kernreactoren op aarde. Ze ontstaan ook bij gewelddadige gebeurtenissen in het heelal, als sterren exploderen in een supernova, of bij zwarte gaten.
Dit is hoe we wiskundefobie te lijf kunnen gaan
Sarah Hart vertelt hoe we de angst voor getallen en formules weg kunnen nemen.
Er zijn tot nu toe maar een handvol extreem energierijke neutrino’s gedetecteerd. De eerste werden ruim tien jaar geleden waargenomen. Deze energieke neutrino’s komen uit het verre heelal. Maar omdat het er zo weinig zijn, is het lastig om te bepalen waar deze kosmische neutrino’s precies vandaan komen. Waarschijnlijk ontstaan ze bij onvoorstelbaar heftige processen, zoals wanneer superzware zwarte gaten omliggende materie opslokken. Dat gebeurt met veel geweld, waarbij een deel van de materie de ruimte in geslingerd wordt.
Astrofysici willen de energierijke neutrino’s die bij zulke gebeurtenissen ontstaan graag detecteren. De deeltjes kunnen iets vertellen over het verloop van de kosmische processen waarbij ze ontstaan. Daarom bouwen onderzoekers zogeheten neutrino-telescopen, zoals KM3NeT.
Incomplete detector
Neutrino’s zijn lastig te meten. Ze razen met bijna de lichtsnelheid overal doorheen. Zelfs de aarde vormt nauwelijks een obstakel voor ze. Slechts heel af en toe botst er een op een atoom, waarbij een lichtflitsje ontstaat. KM3NeT meet het lichtflitsje dat ontstaat als een neutrino in het Middellandse-Zeewater op een atoom in een watermolecuul botst.
Het ultra-energieke neutrino is waargenomen door ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss). Dit is het grootste onderdeel van de KM3NeT-detector, die speurt naar kosmische neutrino’s die vanuit het verre heelal naar ons toe komen. ARCA bestaat op dit moment uit 28 lijnen van 800 meter lang met elk 18 transparante bollen met daarin lichtdetectoren. De lijnen zitten vast op 3,5 kilometer diepte op de bodem van de Middellandse Zee, bij de Italiaanse kust. Het doel is om dit de komende jaren verder uit te breiden. In 2028 moet ARCA compleet zijn, en bestaan uit een ‘bos’ van 230 bollenlijnen.
Waar komt hij vandaan?
Volgens Coelho heeft het waargenomen neutrino een energie van tientallen petaelektronvolts – dat zou betekenen dat het het meest energierijke neutrino is dat ooit is gedetecteerd. Uit welk deel van de hemel dit neutrino precies komt, maakte hij tijdens zijn presentatie in Milaan nog niet bekend.
Ook andere details, zoals wanneer het deeltjes gedetecteerd is, vermeldde Coelho niet. Die informatie is relevant om te achterhalen wat de bron was van het energierijke deeltje. Was het een onstuimig zwart gat? Of een andere bijzondere kosmische explosie?
Wie meer wil weten moet nog even geduld hebben. Na de zomer zullen Coelho en zijn collega’s in een wetenschappelijke publicatie meer informatie prijsgeven over het recordbrekende deeltje.
