KM3NeT ნეიტრინულმა ტელესკოპმა აღმოაჩინა ყველაზე მაღალი ენერგიის ნეიტრინო, რაც კი ოდესმე დაფიქსირებულა
KM3NeT საერთაშორისო თანამშრომლობის ნეიტრინულმა ტელესკოპმა ხმელთაშუა ზღვის სიღრმეში რეკორდული ენერგიის, დაახლოებით 200 პევ კოსმოსური ნეიტრინო აღმოაჩინა. ამ სიახლის შესახებ პირველად ითქვა 12 თებერვალს თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტში გამართულ ვებინარზე, რომელიც KM3NeT საერთაშორისო თანამშრომლობამ მოაწყო. ვებინარის მიზანი იყო საზოგადოებისთვის გაეცნოთ ის სამეცნიერო მიღწევა, რომლის შედეგებიც უკვე მიმდინარე წლის 13 თებერვალს გამოქვეყნდა მაღალრეიტინგულ სამეცნიერო ჟურნალში Nature.
როგორც KM3NeT საერთაშორისო თანამშრომლობის წევრი, თსუ-ს ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ასოცირებული პროფესორი, თსუ მაღალი ენერგიების ფიზიკის ინსტიტუტის მთავარი მეცნიერ-თანამშრომელი, პროფესორი რევაზ შანიძე ამბობს, ნეიტრინოს ენერგია 1017 ელექტროვოლტია და, სავარაუდოდ, ის კოსმოსიდან მოდის. „აქამდე ასეთი ენერგიის ნეიტრინო არავის უნახავს და ამითაა ეს მოვლენა გამორჩეული. ზოგადად, კოლაბორაციის ერთ-ერთი მიზანია, რომ კოსმოსური ნეიტრინოები დავარეგისტრიროთ და მათი საშუალებით შევისწავლოთ – რა ხდება მაღალი ენერგიების სამყაროში, როგორ და სად ხდება კოსმოსური სხივების აჩქარება, სად მიიღება ისეთი ენერგიები, რომლის მიღებაც არსებული ტექნოლოგიებით დედამიწაზე ჯერჯერობით შეუძლებელია. ეს ვებინარი სწორედ კოლაბორაციის თხოვნით ჩატარდა, რომ ფართოდ გავაცნოთ ამ აღმოჩენის შესახებ დაინტერესებულ საზოგადოებას. აღსანიშნავია, რომ, მეცნიერებთან ერთად, ვებინარს თსუ-ს სტუდენტებიც ესწრებოდნენ “, – აღნიშნა რევაზ შანიძემ.

ვებინარზე კიდევ ერთხელ იქნა განხილული KM3NeT საერთაშორისო თანამშრომლობის საქმიანობა და მიზნები, რის შემდეგაც მონაწილეთა წინაშე მოხსენებებით წარდგნენ მეცნიერები კოლაბორაციის წევრი სამი სხვადასხვა ქვეყნიდან: საფრანგეთიდან (პასკალ კოილი, მარსელის ფიზიკისა და ნაწილაკების ცენტრის წამყვანი მეცნიერი), იტალიიდან (როზა კონიგლიონე, KM3NeT ხელმძღვანელის მოადგილე აღმოჩენის დროს, INFN – ბირთვული ფიზიკის ეროვნული ინსტიტუტის (იტალია) წამყვანი მეცნიერი) და ჰოლანდიიდან (აარტ ჰეიჯბოერი, KM3NeT ფიზიკისა და პროგრამული უზრუნველყოფის მენეჯერი აღმოჩენის დროს, ნიდერლანდების სუბატომური ფიზიკის ეროვნული ინსტიტუტის (Nikhef) წამყვანი მეცნიერი).
ვებინარზე ითქვა, რომ კოსმოსური ნეიტრინო დაიკვირვა 2023 წელს, თუმცა მიღებული მონაცემების გადამოწმებას ორი წელი დასჭირდა და მხოლოდ 2025 წელს გახდა შესაძლებელი – დარწმუნებით განეცხადებინათ აღმოჩენის შესახებ.
ვებინარზე გამომსვლელმა მეცნიერებმა კიდევ ერთხელ გააანალიზეს აღმოჩენის მნიშვნელობა: მიუხედავად იმისა, რომ ნეიტრინოები სამყაროში მეორე, ყველაზე გავრცელებული ნაწილაკებია ფოტონების შემდეგ, რთულდება მათი აღმოჩენა მატერიასთან სუსტი ურთიერთქმედების გამო. ამისთვის საჭიროა უზარმაზარი დეტექტორები.
ხმელთაშუა ზღვაში მშენებარე KM3NeT ნეიტრინული ტელესკოპი წარმოადგენს ღრმა ზღვის გიგანტურ ინფრასტრუქტურას, რომელიც მოიცავს ARCA და ORCA დეტექტორებს. თავის საბოლოო კონფიგურაციაში KM3NeT დაიკავებს ერთ კუბურ კილომეტრზე მეტ მოცულობას. KM3NeT იყენებს ზღვის წყალს, როგორც ნეიტრინოებთან ურთიერთქმედების საშუალებას. ტელესკოპის მაღალტექნოლოგიური ოპტიკური მოდულები აფიქსირებენ ჩერენკოვის მკრთალ, მოლურჯო ნათებას, რომელიც წარმოიქმნება ნეიტრინულ ურთიერთქმედებებში წარმოშობილი ულტრარელატივისტური დამუხტული ნაწილაკების წყალში გავრცელებისას.
„ელემენტარულ ნაწილაკებს შორის ნეიტრინო ერთ-ერთი ყველაზე იდუმალი ნაწილაკია. მას არ აქვს მუხტი, თითქმის არ აქვს მასა და ძალიან სუსტად ურთიერთქმედებს მატერიასთან. ისინი განსაკუთრებული მაცნეები არიან, რომლებიც გვაწვდიან უნიკალურ ინფორმაციას სამყაროს ყველაზე ენერგიული მოვლენების შესახებ და ამ მოვლენების შესაბამის შორეული ობიექტების შესწავლის საშუალებას იძლევიან“, – განმარტავს როზა კონიგლიონე.

„ამ ნეიტრინობის მიმართულებისა და ენერგიის დასადგენად საჭირო იყო ტელესკოპის ზუსტი კალიბრაცია და რთული ტრაექტორიის რეკონსტრუქციის ალგორითმები. უფრო მეტიც, ეს შესანიშნავი აღმოჩენა დეტექტორის სრული კონფიგურაციის მხოლოდ მეათედით იქნა მიღწეული, რაც ადასტურებს ჩვენი ექსპერიმენტის დიდ პოტენციალს ნეიტრინოებისა და ნეიტრინული ასტრონომიის შესასწავლად“, – ამბობს აარტ ჰეიჯბოერი.
მეცნიერთა თქმით, ეს ულტრა–მაღალი ენერგიის ნეიტრინო შესაძლოა უშუალოდ მძლავრი კოსმოსური ამაჩქარებლიდან მოდიოდეს. ალტერნატიულად, ეს შეიძლება იყოს კოსმოგენური ნეიტრინოს პირველი აღმოჩენა.
თუმცა, მხოლოდ ერთი ნეიტრინოს საფუძველზე ძნელია მისი წარმოშობის შესახებ დასკვნის გაკეთება. სამომავლო დაკვირვებები ფოკუსირებული იქნება მეტი მსგავსი შემთხვევის გამოვლენაზე უფრო მკაფიო სურათის შესაქმნელად. დამატებითი მონაცემების მოპოვება და KM3NeT-ის მიმდინარე გაფართოება დამატებითი დეტექტირების ერთეულებით გააუმჯობესებს მის მგრძნობელობას და გააძლიერებს კოსმოსური წყაროების ზუსტად განსაზღვრის უნარს, რაც მას წამყვან კონტრიბუტორად აქცევს მრავალ-მესენჯერულ ასტრონომიაში.
KM3NeT საერთაშორისო თანამშრომლობა აერთიანებს 360-ზე მეტ ინჟინერს, ტექნიკოსს, მეცნიერსა და სტუდენტს მსოფლიოს 21 ქვეყნის 68 ინსტიტუტიდან. საქართველო, კერძოდ, თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტი KM3NeT კოლაბორაციას 2018 წელს შეუერთდა.
