定论已然得出。探测到一个以空前能量水平撞击地球的宇宙中微子，这并非故障或误差，而是对真实粒子的真实探测。
2023年2月，位于地中海深处的名为KM3NeT的探测器接收到一个信号，该信号似乎表明存在一个能量达到220拍电子伏特（PeV）的破纪录中微子。作为参考，此前的纪录仅为10 PeV。
如今，对此次事件（编号为KM3 – 230213A）及其周边所有数据的详尽分析，不仅支持了该信号由220 – PeV中微子所致的结论，还增添了关于它究竟来自宇宙何处的神秘色彩。
“KM3 – 230213A探测到的光模式，与相对论粒子穿过探测器（很可能是μ子）时的预期情况明显匹配，排除了故障的可能性。” KM3NeT合作团队向《科学警报》表示。
“多亏了对这个μ子能量和方向的重建，目前最有可能的情况是，该μ子源于探测器附近一个天体物理中微子的相互作用，这是最自然的解释。”
中微子在宇宙中极为常见，是宇宙中数量最为丰富的粒子之一，由诸如恒星核聚变或超新星爆发等高能事件产生。但它们不带电荷，质量几乎为零，并且几乎不与遇到的其他粒子相互作用。
此时此刻，数百亿个中微子正像幽灵般穿过你的身体。这就是它们被亲切地称为“幽灵粒子”的原因。
这种不与其他粒子相互作用的特性带来了一个难题：使得中微子几乎无法被探测到。然而，偶尔会有一个中微子撞上另一个粒子，这一事件会产生一小簇粒子，如μ子和光子（光的粒子）。这意味着会发出非常微弱的光，而合适的探测器能够捕捉到。
KM3NeT正是这样一个探测器阵列。它被浸没在海面下3450米（11320英尺）处，在这个深度没有阳光能够穿透。在如此完全黑暗的环境中，中微子事件就像微小的灯塔一样闪耀。
这就是KM3 – 230213A被探测到的原因，但由于其他运行时间长得多的探测器都从未接近过如此高能量的探测，仍存在一些不确定性。
“鉴于其他实验，特别是冰立方（IceCube）和奥格（Auger），已经运行了十多年，此前一直在搜索超高能中微子，但到目前为止尚未探测到，我们研究了KM3NeT观测到的中微子是首个此类中微子的可能性。” KM3Net合作团队解释道。
“我们发现，尽管发生的概率相当低，大约只有1%的机会，但有可能目前唯一观测到的事件出现在KM3NeT中，而不是在冰立方和皮埃尔·奥格探测器中；因此，这三个测量结果并不矛盾。”
研究人员还研究了KM3 – 230213A如何融入更宏观的中微子图景，即有多少中微子在宇宙中穿梭，以及能量分布情况。220 – PeV中微子的加入，使得对中微子行为的预测更加一致。
最后，也许是最有趣的一点，该论文研究了与迄今探测到的其他中微子背后相对已知的过程相比，KM3 – 230213A是否暗示存在一种产生超高能中微子的新成分或新过程。
“这是相关的，因为ɢ..
“或者，一种新成分可能源于一群新的发射超高能中微子的天体物理对象。”
遗憾的是，分析无法确定是否存在新成分。该中微子可能的起源仍然包括从星系中心的极端环境中喷射而出、由爆炸恒星发射的伽马射线暴，或者与宇宙微波背景的相互作用。
不过，科学家们确实认为，这个中微子极不可能起源于银河系内。所以无论它来自何处，KM3 – 230213A诞生于某个极端且非常遥远的地方。目前正在努力尝试细化中微子的轨迹，希望能更接近追踪到它的起源点。因此，关于KM3 – 230213A，我们远未听到最后的消息。
“KM3 – 230213A为超高能中微子天文学打开了一扇新窗口。” 合作团队表示。
“我们的分析是首次尝试将多个望远镜在广泛能量范围内的观测结果结合起来，以描绘超高能光谱的特征。这代表了我们了解宇宙中最极端天体的最佳机会。”
该论文已发表在《物理评论X》上。