KM3NeT, 초고에너지 우주 중성미자 관측

테라전자볼트(TeV) 이상의 에너지를 가진 우주 중성미자 검출은 천체물리학적 현상을 탐구하는 독특한 기회를 제공한다. 중성미자는 전하를 띠지 않고 약한 상호작용만을 하므로, 자기장에 의해 휘거나 성간 물질에 거의 흡수되지 않아 우주 기원을 추적하는 데 이상적이다. 초고에너지 중성미자는 초상대론적 우주선 양성자나 핵이 다른 물질 또는 광자와 상호작용할 때 생성될 수 있으며, 그 관측은 이러한 과정의 중요한 증거가 된다. 본 연구는 지중해 심해 중성미자 망원경인 KM3NeT에 의해 관측된 예외적으로 높은 에너지의 사건을 보고하며, 이를 우주 중성미자 검출과 연관시킨다. 우리는 약 120 페타전자볼트(PeV)의 에너지를 가진 뮤온을 검출했다. 이 엄청난 에너지와 거의 수평에 가까운 방향을 고려할 때, 이 뮤온은 검출기 근처에서 훨씬 더 높은 에너지의 중성미자 상호작용에서 비롯되었을 가능성이 높다. 현재까지 측정된 우주 중성미자 에너지 스펙트럼은 에너지가 증가함에 따라 급격히 감소한다. 그러나 이번 사건의 에너지는 지금까지 검출된 어떤 중성미자보다 훨씬 크다. 이는 이 중성미자가 저에너지 중성미자와는 다른 우주 가속기에서 유래했거나, 우주 초고에너지 우주선이 배경 광자와 상호작용하여 생성된 우주 생성 중성미자의 첫 관측일 수 있음을 시사한다. 지중해 KM3NeT 실험에서 관측된 초고에너지 뮤온은 우주 기원의 예외적으로 높은 에너지 중성미자 상호작용에 대한 강력한 증거를 제공한다.