Andi Hektor, Kristjan Kannike
Vahemeres asuv detektor KM3NeT tuvastas 13. veebruaril 2023 tugeva valgussähvatuse, mis pärines enneolematult suure energiaga neutriino tabamuselt. Selle energia oli umbes 30 korda kõrgem kui ühelgi varem vaadeldud neutriinol ja üle 10 000 korra kõrgem prootonite põrkeenergiast LHC kiirendis.
Kust küll nii kõrge energiaga osakesed pärinevad? Loomulikult kosmilisest kiirgusest: osakestest, mis tulevad kosmoseavarustest ja pommitavad pidevalt meie maakera. Õnneks suudab Maa magnetväli ja atmosfäär meid selle kiirguse eest väga tõhusalt kaitsta. Võrreldes kiirgusfooniga Maast kaugemal kui Kuu (selgelt väljaspool Maa magnetvälja kaitsvat mõju), on kiirgusfoon merepinna tasemel ligi 10 000 korda madalam.
Kosmiline kiirgus avastati üsna kiiresti pärast seda, kui prantsuse füüsik Henri Becquerel oli avastanud maise radioaktiivsuse. Juba 1909. aastal pandi tähele, et kõrgete rajatiste otsas ja mägedes on kiirgusfoon kõrgem kui maapinnal. Aga seda üritati seletada radooni ja teiste radioaktiivsete isotoopide levikuga õhus. 1912. aastal mõõtis Saksa füüsik Victor Hess kiirgusfooni eri kõrgustel merepinnast, kasutades õhupalli ja hiljuti leiutatud Wulfi elektromeetrit, mille abil sai kiirgustaset väga täpselt mõõta. See sai murdepunktiks, sest mõõtmine näitas väga selgelt, et kõrguse suurenedes kiirgusfoon kasvab. Loomulikult anti Hessile selle avastuse eest Nobeli füüsikaauhind.
Siiski polnud teada, milline on selle kosmilise kiirguse olemus: missugustest osakestest ta koosneb ja kust pärineb. 1950. aastateks sai selgeks, et kiirgus koosneb põhiliselt prootonitest ja heeliumi tuumadest. Näpuotsaga (umbes 1% koguenergiast) on seal ka elektrone, footoneid ja neutriinosid.
Enne seda olid kosmilised kiired aidanud 1936. aastal avastada ühe uue osakese, müüoni. Carl D. Anderson ja Seth Neddermeyer tegid Kaljumägede kõrgeimale tipule Pikes Peakile (4300 m) taritud pilvekambris tekkinud kosmiliste kiirte jälgi uurides kindlaks, et eksisteerib mingi väga läbistav osake, mille laeng on võrdne elektroni ja prootoni omaga, aga mass peaaegu 200 korda raskem kui elektronil (või 10 korda kergem kui prootonil). Anderson pärjati selle avastuse eest üsna kiiresti Nobeli auhinnaga.
Kosmilised kiired ise arvatakse olevat põhiliselt tekkinud ülienergiliste täheplahvatuste ehk supernoovade plasma ning magnetväljade kiirendava mõju tõttu. Piisab ühest-kahest supernoovaplahvatusest sajandis meie Linnutee galaktikas, et täita see väga energeetiliste laetud osakestega. Kuid sellised plasmalained ei aita seletada hiljuti leitud ülienergilise neutriino teket: tema mõõtmed ja tugevus on lihtsalt liiga väike. Kust selline neutriino võib pärineda, sellest teeme juttu natuke allpool.