Op 13 februari 2023 heeft de ARCA-detector van de kubieke kilometer neutrino-telescoop (KM3NeT) – een Europese onderzoeksfaciliteit op de bodem van de Middellandse Zee – een neutrino gedetecteerd met een geschatte energie van 220 PeV (220 miljoen miljard elektronvolt). Daarmee is voor het eerst het bewijs geleverd dat er zulke extreem energierijke neutrino’s in ons heelal worden geproduceerd (Nature). In het heelal vinden allerlei energierijke verschijnselen plaats, zoals superzware zwarte gaten die materie uit hun omgeving opslokken, supernova-explosies en gammaflitsen. In feite zijn dat natuurlijke deeltjesversnellers die stromen van deeltjes produceren: zogeheten kosmische straling. Deze kosmische straling kan interacties aangaan met materie of fotonen – in sommige gevallen met fotonen van de kosmische achtergrondstraling. In het laatste geval ontstaan extreem energierijke ‘kosmogene’ neutrino’s. Neutrino’s zijn de meest raadselachtige elementaire deeltjes. Hoewel ze na de fotonen de meest voorkomende deeltjes in het heelal zijn, laten ze zich vanwege hun zwakke interacties met materie maar moeilijk detecteren. Daarvoor zijn enorme detectoren nodig, zoals de nog in aanbouw zijnde KM3NeT-neutrinotelescoop. KM3NeT gebruikt zeewater als interactiemedium voor neutrino’s. Zijn optische sensoren detecteren Tsjerenkov-licht: een blauwe gloed die ontstaat wanneer zich ultrasnelle deeltjes door het water voortplanten. Het vorig jaar gedetecteerde ultra-energierijke neutrino zou rechtstreeks afkomstig kunnen zijn van een krachtige kosmische deeltjesversneller. Maar het zou ook om de eerste detectie van een kosmogeen neutrino kunnen gaan. Op basis van dit ene neutrino kan niet worden vastgesteld waar het precies vandaan kwam. Maar de hoop bestaat dat het voltooide KM3NeT wel in staat zal zijn om de herkomst van deze extreem energierijke deeltjes vast te stellen. (EE) (Image credit: Edward Berbee, Nikhef)
