一个220 PeV的中微子打破记录

地中海深处出现了一项突破性的发现：KM3NeT探测器发现了迄今为止观测到的能量最高的中微子，其能量达到了惊人的220 PeV。

这一单一事件提供了令人信服的证据，证明宇宙中存在这样的高能中微子，为天体物理学开辟了一个新的前沿。中微子几乎没有质量，也没有电荷，难以捉摸，这使得它们的探测成为一项不朽的壮举。由于KM3NeT望远镜只有一小部分在运行，这一发现暗示了多信使天文学的更大突破。

破纪录的中微子发现

2023年2月13日，科学家们使用位于深海的KM3NeT中微子望远镜的ARCA探测器探测到了一个非同寻常的事件。一个估计能量为220 PeV（220亿电子伏特）的中微子被记录下来，这使它成为迄今为止观测到的能量最高的中微子。这一发现提供了宇宙中存在如此极端能量的中微子的第一个证据。经过两年的细致分析，KM3NeT国际研究团队于2025年2月12日在《自然》杂志上发表了这一发现。

这一事件被确定为一个μ介子穿过整个探测器，触发了超过三分之一的有源传感器的信号。其轨迹的陡峭角度，加上其巨大的能量，强烈表明它起源于探测器附近相互作用的高能宇宙中微子。

开启中微子天文学的新篇章

“KM3NeT已经开始探测一系列的能量和灵敏度，在这些范围内，探测到的中微子可能来自极端的天体物理现象。这是第一次探测到数百PeV的中微子，开启了中微子天文学的新篇章，打开了一个新的宇宙观测窗口，”Paschal Coyle评论道，他是KM3NeT在探测时的发言人，也是法国国家科学研究中心-马赛粒子物理中心的研究员。

高能宇宙是灾难性事件的领域，比如在星系中心吸积超大质量黑洞，超新星爆炸，伽马射线爆发，所有这些都还没有完全理解。这些强大的宇宙加速器，产生被称为宇宙射线的粒子流。一些宇宙射线可能与源周围的物质或光子相互作用，产生中微子和光子。在最具能量的宇宙射线穿越宇宙的过程中，一些宇宙射线也可能与宇宙微波背景辐射的光子相互作用，产生极具能量的“宇宙成因”中微子。

中微子：宇宙的幽灵信使

“中微子是最神秘的基本粒子之一。它们没有电荷，几乎没有质量，与物质的相互作用很弱。它们是特殊的宇宙信使，给我们带来了有关最具能量现象的机制的独特信息，并使我们能够探索宇宙的最遥远的地方，”Rosa Coniglione解释说，他是KM3NeT在探测时的副发言人，意大利INFN国家核物理研究所的研究员。

尽管中微子是宇宙中仅次于光子的第二丰富的粒子，但它们与物质的弱相互作用使得它们很难被探测到，并且需要巨大的探测器。目前正在建设的KM3NeT中微子望远镜是一个巨大的深海基础设施，分布在两个探测器ARCA和ORCA上。在其最终配置中，KM3NeT将占据超过一立方公里的体积。KM3NeT使用海水作为中微子的相互作用介质。它的高科技光学模块可以探测到切伦科夫光，这是一种蓝色的光，是中微子相互作用产生的超相对论粒子在水中传播时产生的。