Wissenschaftler des internationalen Forschungsnetzwerks KM3NeT haben ein kosmisches Neutrino mit einer rekordverdächtigen Energie im Mittelmeer beobachtet. Diese Entdeckung wurde von Sara Buson und ihrem Team an der Universität Würzburg maßgeblich unterstützt. Das Neutrino, welches als KM3-230213A klassifiziert wurde, wies eine Energie von etwa 220 Petaelektronvolt (PeV) auf und ist damit das energiereichste jemals beobachtete Neutrino. Der Nachweis wurde am 13. Februar 2023 gemacht und in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht, wo es als ein bedeutender Durchbruch in der Neutrinoastronomie gilt.
Das Signal, das im Rahmen der KM3NeT-Studien erfasst wurde, war 16.000-mal intensiver als die energiereichsten Teilchenkollisionen, die am Large Hadron Collider (LHC) erreicht wurden. Der Detektor registrierte ein Myon, das Signale in mehr als einem Drittel der aktiven Sensoren auslöste. Diese Fähigkeit, energetische Neutrinos zu erfassen, deutet auf die wertvollen Informationen hin, die solche Beobachtungen zur Erforschung des Universums bieten können.
Neutrinos und ihre Bedeutung
Neutrinos sind nach Photonen die zweithäufigsten Teilchen im Universum und zeichnen sich durch ihre kaum vorhandene Wechselwirkung mit Materie aus. Die Herkunft des neu entdeckten Neutrinos bleibt derzeit unklar, jedoch gibt es Hinweise, dass es aus extremen astrophysikalischen Ereignissen wie supermassereichen Schwarzen Löchern oder Supernova-Explosionen stammt. Im Zuge dieser Entdeckung wurden 17 Blazare als mögliche astrophysikalische Gegenstücke identifiziert.
Die Erfassung des Neutrinos im Hunderte-PeV-Bereich eröffnet neue Möglichkeiten in der Forschung, insbesondere im Kontext der Eigenschaften von Neutrinos. Schlüsselfaktoren in der Neutrinoastronomie sind die extremen Bedingungen, unter denen Neutrinos entstehen. Das KM3NeT-Projekt, das aus zwei Hauptteilen, ARCA und ORCA, besteht, zielt darauf ab, ein neues Fenster zum Universum zu eröffnen und die Neutrino-Eigenschaften weiter zu untersuchen. ARCA fokussiert sich auf Neutrinos aus fernen Quellen, während ORCA die Neutrinos untersucht, die in der Erdatmosphäre erzeugt werden.
Technische Details des KM3NeT-Projekts
KM3NeT nutzt Meerwasser als Nachweismedium und bietet durch seine hochmodernen optischen Module einen Schutz vor Hintergrundrauschen. In den tiefen Gewässern des Mittelmeers installiert, wird der Detektor in der Lage sein, das schwache Licht zu messen, das bei der Wechselwirkung von Neutrinos mit der Materie entsteht. Diese neuartige Forschungsinfrastruktur soll die Lokalisierung von Neutrinos durch geplante Erweiterungen verbessern und wird durch den Europäischen Forschungsrat im Rahmen des Projekts MessMapp finanziert.
Um die Ergebnisse und Erkenntnisse zu disseminieren, sind zwei Publikationen erschienen: „Observation of an Ultra-High-Energy Cosmic Neutrino with KM3NeT“ in Nature und „Characterising Candidate Blazar Counterparts of the Ultra-High-Energy Event KM3-230213A“ auf arXiv, beide veröffentlicht am 12. Februar 2025. Als ein bedeutender Fortschritt in der Astrophysik werden diese Arbeiten als Grundlage für zukünftige Studien in der Neutrino-Forschung betrachtet.
Für weitere Informationen besuchen Sie die offiziellen Seiten des KM3NeT-Projekts sowie den Artikel auf Nature. Prof. Dr. Sara Buson von der Universität Würzburg steht ebenfalls für Anfragen zur Verfügung.