Selvom neutrinoer er mystiske partikler, er de bemærkelsesværdigt almindelige. Milliarder neutrinoer passerer gennem din krop hvert sekund. Men neutrinoer interagerer sjældent med regelmæssigt stof, så detektering af dem er en stor teknisk udfordring. Selv når vi registrerer dem, giver resultaterne ikke altid mening. For eksempel har vi for nylig opdaget neutrinoer, der har så meget energi, at vi ikke har nogen idé om, hvordan de oprettes.
En neutrino detektor er typisk et stort kammer fyldt med rent vand eller is. I dette kammer er der meget følsomme detektorer. Neutrinos observeres ikke direkte. I stedet venter en neutrino-detektor på, at en neutrino smager ind i et atom. Når det sker, kan det oprette ladede leptoner, såsom en elektron, muon eller tauon. Disse ladede partikler kan også producere lys. Så ved at registrere lyset eller leptonerne ved vi, at en neutrino har interageret med detektoren.
De fleste af de neutrinoer, vi registrerer, er solneutrinoer, der produceres ved nuklear fusion i Solens kerne. Men ting som supernovaer og gamma-ray bursts producerer også neutrinoer. Der er fokuseret meget på at afsløre disse ekstra-sol neutrinoer.
En af de bedste neutrino-detektorer er IceCube Neutrino Observatory i Antarktis. Antarktis er et fantastisk sted for et neutrinoobservatorium, fordi dets tykke lag is er fantastisk til at absorbere alle mulige omstrejfende partikler såsom kosmiske stråler og gammastråler, der kan rod med dine følsomme detektorer. Ved at begrave observatoriet i isen kan vi være sikre på, at begivenhederne, vi opdager, er fra neutrinoer. IceCube-observatoriet har påvist ekstra-solneutrinoer flere gange.
Men der er et andet neutrinoobservatorium i Antarktis, og det opdager neutrinoer på en meget anden måde. Kendt som den Antarctic Impulsive Transient Antenna eller ANITA, det er en følsom radiodetektor, der er monteret på en ballon. ANITA er en radiodetektor, fordi når højenergi neutrinoer kolliderer med Antarktis is, kan de skabe radiolys. Disse neutrinoer er hundreder af gange mere magtfulde end dem, der påvises af IceCube.
Hvornår ANITA opdagede disse højenergien neutrinoer, det forårsagede en smule røre, fordi de så ud til at komme fra neutrinoer, der passerede igennem jorden, før den rammer den antarktiske is. Dette er, hvad du kunne forvente, hvis en kraftig astrofysisk begivenhed skabte en strøm af neutrinoer i Jordens retning. Men hvis det er tilfældet, ville disse neutrinoer også udløse begivenheder, der kunne opdages af IceCube.
Så IceCube-samarbejdet kiggede efter detekteringsbegivenheder, der opstod på samme tid som ANITA opdagelser. De fandt ingen beviser for korrelerede begivenheder, hvilket betyder, at det ikke skyldes nogle kraftige neutrinohændelser lysår væk. Dette er underligt, fordi det efterlader to muligheder: enten ANITA gav falske positiver på grund af en vis fejl i designet, eller disse neutrinohændelser skyldes en proces, der ligger uden for standardmodellen. Inden for standardmodellen for partikelfysik er der ingen måde at producere neutrinoer med så høj energi.
Dette er kun et lille sæt begivenheder, så der er grund til at være forsigtig med resultaterne. Men dette seneste arbejde kunne antyde, at der er tale om et nyt fysikområde, som vi endnu ikke forstår.
Reference: Aartsen, M. G., et al. ”En søgning efter IceCube-begivenheder i retning af ANITA neutrino-kandidater.”
