Az IceCube neutrínó-obszervatórium ötletgazdája, Francis Halzen belga asztrofizikus ezen a héten megkapta a fizikai Nobel-díjat , a neutrínócsillagászat egyik legnagyobb rejtélyére pedig közben egy újabb, merész magyarázat született.
A rejtély 2023. február 13-án kezdődött, amikor a Szicília partjainál, a tengerfenéken épülő KM3NeT neutrínótávcső minden korábbinál nagyobb energiájú részecskét észlelt.
A becslések szerint a neutrínó energiája 220 petaelektronvolt (PeV) volt, ami nagyjából 30 ezerszer több, mint amennyit a CERN Nagy Hadronütköztetője, a világ legerősebb részecskegyorsítója képes előállítani.
A neutrínók apró, elektromosan semleges részecskék, amelyek szinte semmivel nem lépnek kölcsönhatásba, ezért szellemrészecskéknek is nevezik őket.
Az energiájukból viszont következtetni lehet arra, mi lőhette ki őket a világűrbe.
A 2023-as esemény forrását azóta sem sikerült egyértelműen azonosítani: az egyik furcsaság, hogy a neutrínót nem kísérte a hasonló kozmikus eseményeknél várható nagy energiájú fénysugárzás, a másik pedig, hogy a Déli-sarkon működő, jóval régebb óta mérő IceCube nem észlelt hasonlót, ami ellentmond annak, hogy egy múló, pontszerű csillagászati forrásból érkezett volna.
Az egyik merészebb magyarázat az úgynevezett ősi (primordiális) fekete lyukakkal számol.
Ezek a feltételezett objektumok nem összeomló csillagokból, hanem közvetlenül az ősrobbanás után, a korai világegyetem sűrűsödéseiből jöhettek létre, és akár egy atomnál is kisebbek lehetnek.
Stephen Hawking elmélete szerint a fekete lyukak lassan sugárzást bocsátanak ki, vagyis úgymond elpárolognak.
Minél kisebbek, annál gyorsabban teszik ezt, életük végén pedig egy utolsó kitöréssel rendkívül nagy energiájú részecskéket szórnak szét.
Ilyen ősi fekete lyukat azonban még soha senki nem észlelt, és egyelőre az is kérdés, hogy egyáltalán léteznek-e.
Most egy nemzetközi kutatócsoport ezt az elméletet egy még különösebb elemmel egészítette ki.
A Luis Anchordoqui (New York-i Városi Egyetem), Alek Bedroya (Princetoni Egyetem) és Dieter Lüst (Max Planck Fizikai Intézet) által jegyzett tanulmány az úgynevezett sötét dimenzióból indul ki.
Ez a húrelméletből eredő feltevés, amely szerint a világegyetemben lehet egy ötödik, mindössze nagyjából egy mikrométeres, azaz ezredmilliméteres kiterjedésű dimenzió, ahová csak a gravitáció „lát be”.
A szerzők szerint a kvantumgravitáció szabályait alkalmazva minden életképes keletkezési mechanizmus elkerülhetetlenül ötdimenziós ősi fekete lyukakhoz vezet, a kozmikus húrokból, vagyis a téridő feltételezett, vékony repedéseiből keletkezők élettartama pedig összemérhető lehet a világegyetem korával.
Vagyis egy részük éppen napjainkban párologhat el, és küldhet felénk neutrínókat.
A modell azt is megmagyarázhatja, miért nem kísérte fény a 2023-as részecskét: ha a felrobbanó fekete lyuk a sötét dimenzióban van, onnan csak a neutrínók juthatnak ki, a fény nem.
Más kutatók óvatosan fogadták a felvetést, hiszen a magyarázat egyszerre több, még nem igazolt elemre épít: a sötét dimenzióra, a kozmikus húrokra és az ősi fekete lyukakra.
A Scientific Americannek nyilatkozó szakértők egy része ezért kételyeit fejezte ki , David Kaiser, az MIT fizikusa szerint viszont a modell figyelemreméltóan következetes, ami persze nem jelenti azt, hogy helyes is.
A legkézenfekvőbb magyarázat egyelőre mégis a hagyományosabb csillagászati forrás.
A KM3NeT kollaboráció kutatói márciusban a neutrínót blazárokhoz kötötték , vagyis szupernehéz fekete lyukak által hajtott aktív galaxismagokhoz, amelyekből közel fénysebességű anyagsugár lövell ki.
Szimulációik szerint a részecske nem egyetlen galaxisból, hanem blazárok egy populációjából érkezhetett.
Ez azonban valószínűsítés, nem közvetlen azonosítás, így a kérdés továbbra is nyitott.
A szerzők egy korábbi, kapcsolódó munkájukat.
A szerzők egy korábbi, kapcsolódó munkájukat, amelyben társszerzőként épp Francis Halzen is részt vett, azzal ajánlották, hogy az elmélet tesztelhető: a jövőbeni neutrínóészlelések megerősíthetik vagy cáfolhatják.
Ha a KM3NeT és a Halzen által megálmodott IceCube a következő években újabb, hasonlóan extrém részecskéket fog be, kiderülhet, melyik magyarázat áll közelebb a valósághoz.
Kapcsolódó cikkek: ]]>
Vélemények és hozzászólások
Vitatkozz a témáról kulturáltan. A hozzászólásokra a közösségi irányelveink és az adatvédelmi tájékoztató vonatkozik.