시칠리아에서 기록적인 '악마 입자'가 발견됐다

(NLĐO) - 지중해 해저 3,450미터에 위치한 관측소에서 우주의 시작점을 보여주는 흔적이 담겨 있을지도 모르는 "유령 입자"를 포착했습니다.

최근 학술지 네이처에 발표된 연구에 따르면, 지중해 해저 3,450미터에 위치한 두 개의 KM3NeT 망원경 배열 중 하나에서 220페타전자볼트(PeV)라는 기록적인 에너지를 가진 "유령 입자"의 흔적이 감지되었는데, 이는 이전 기록의 22배에 달하는 수치입니다.

'유령 입자'는 과학자들이 중성미자에 붙인 별명으로, 중성미자는 알려진 다른 기본 입자들보다 질량이 훨씬 작은 아원자 입자입니다.

그것들은 쉴 새 없이 지구로 쏟아져 내리고, 마치 유령처럼 우리의 몸에서부터 지구 전체에 이르기까지 모든 것을 통과하지만 우리는 그것들을 느낄 수 없습니다.

현대 기술 덕분에 인류는 이 신비로운 입자를 포착했고, 이를 추적하는 것이 우주론, 지구물리학 등의 연구에 도움이 될 수 있다는 사실을 발견했습니다 .

이 이미지는 KM3NeT가 중성미자 상호작용으로 생성된 빛을 포착하는 과정을 재현한 것입니다. - 이미지 제공: KM3NeT

이탈리아 시칠리아 해안에 위치한 KM3NeT 관측소가 지중해로 쏟아져 들어오는 중성미자 흐름이 우주적 괴물일 가능성을 시사한다고 KM3NeT의 국제 연구팀이 밝혔습니다.

이 심해 망원경 배열은 유령 입자의 흐름을 직접 포착하지는 못했지만, 중성미자가 검출기 전체 부피를 통과하면서 생성된 28,000개 이상의 광자를 포착했습니다.

이 입자들은 거의 수평으로 방출되는데, 이는 이 입자들을 생성하는 중성미자가 KM3NeT의 관측 범위 내의 원자와 충돌하기 전에 지구 지각의 상당량의 암석과 물을 통과해야 함을 의미합니다.

빛 자체는 격자 상호작용 중에 생성되는 뮤온이라는 또 다른 기본 입자에서 비롯됩니다.

이 뮤온의 에너지는 약 120 페타전자볼트(PeV)로 추정되는데, 이는 이러한 입자로서는 놀라울 정도로 높은 수치입니다. 하지만 이 수치는 그 전조인 유령 입자 중성미자에 비하면 아무것도 아닙니다.

계산에 따르면 이 뮤온을 생성한 중성미자는 최대 220 페타전자볼트(PeV)의 에너지를 가졌을 것으로 추정됩니다.

초신성이나 블랙홀처럼 입자를 극단적인 에너지 수준으로 가속시킬 수 있는 천체는 극히 드뭅니다. 그중 하나는 퀘이사인데, 퀘이사는 지구를 향해 끊임없이 빛을 내뿜으며 강력한 복사선을 방출하는 초거대 블랙홀의 일종입니다.

하지만 이처럼 전례 없는 에너지 수준을 고려할 때, 이것들은 빅뱅 이후 남은 배경 복사에서 나온 광자와 우주선이 상호작용하여 생성된 원시 우주 중성미자일 가능성도 있습니다.

연구팀은 이처럼 기록적인 에너지를 가진 입자가 발생했을 가능성이 있는 하늘 영역에 대한 네 가지 가설을 조사했습니다.

그것은 우리 은하 내부에 있는 것일 수도 있고, 은하 외부에 있지만 여전히 가까운 우주 영역에 있는 것일 수도 있고, 감마선 폭발과 같은 일시적인 현상일 수도 있고, 아니면 멀리 떨어진 은하에서 온 것일 수도 있습니다.

처음 세 가지 가설은 빠르게 기각되었습니다. 최종 가설을 통해 연구팀은 멀리 떨어진 은하 사이에 위치한 12개의 잠재적 퀘이사를 추려냈지만, 어느 것도 설득력이 없었습니다.

따라서 그들은 여전히 ​​후자의 가능성, 즉 시칠리아 해안에서 움직이는 유령 입자들이 빅뱅의 흔적을 지닌 원시 유령 입자였다는, 확인하기 매우 어려운 가능성에 무게를 두고 있습니다.

만약 그렇다면, 이는 인류가 이러한 방식으로 중성미자가 생성되는 것을 발견한 최초의 사례가 될 것입니다. 이 가설은 추가적인 연구가 필요합니다.

출처: https://nld.com.vn/hat-ma-quy-manh-ky-luc-khuay-dong-ngoai-khoi-sicily-196250214095503426.htm