Även om neutrino är mystiska partiklar är de anmärkningsvärt vanliga. Miljarder neutrinoer passerar din kropp varje sekund. Men neutrino interagerar sällan med vanligt ämne, så det är en stor teknisk utmaning att upptäcka dem. Även när vi upptäcker dem är resultaten inte alltid vettiga. Till exempel har vi nyligen upptäckt neutrino som har så mycket energi att vi inte har någon aning om hur de skapas.
En neutrino-detektor är vanligtvis en stor kammare fylld med rent vatten eller is. Inom denna kammare finns mycket känsliga detektorer. Neutrino observeras inte direkt. Istället väntar en neutrino-detektor på att en neutrino smälter in i en atom. När det gör det kan det skapa laddade leptoner, till exempel en elektron, muon eller tauon. Dessa laddade partiklar kan också producera ljus. Så genom att upptäcka ljuset eller leptonerna vet vi att en neutrino har interagerat med detektorn.
De flesta neutrinoer som vi upptäcker är solneutrino, producerade genom kärnfusion i solens kärna. Men saker som supernovaer och gamma-ray bursts producerar också neutrino. En stor del av ansträngningen har varit inriktad på att upptäcka dessa extra-sol neutriner.
En av de bästa neutrinodetektorerna är IceCube Neutrino Observatory i Antarktis. Antarktis är ett utmärkt ställe för ett neutrinoobservatorium eftersom dess tjocka islager är bra på att absorbera alla typer av avvikande partiklar som kosmiska strålar och gammastrålar som kan orka med dina känsliga detektorer. Genom att begrava observatoriet i isen kan vi vara säkra på att händelserna vi upptäcker kommer från neutrino. IceCube-observatoriet har upptäckt extra-solneutrinoer flera gånger.
Men det finns ett annat neutrinoobservatorium i Antarktis, och det upptäcker neutrino på ett helt annat sätt. Känd som den Antarctic Impulsive Transient Antenna, eller ANITA, det är en känslig radiodetektor som är monterad på en ballong. ANITA är en radiodetektor för när neutroner med hög energi kolliderar med Antarktis is kan de skapa radioljus. Dessa neutrinoer är hundratals gånger kraftigare än de som upptäckts av IceCube.
När ANITA upptäckte dessa högenergin neutrino, det orsakade lite rörelse eftersom de tycktes komma från neutrino som passerade genom jorden innan den slår i Antarktis. Det här är vad du kan förvänta dig om någon kraftfull astrofysisk händelse skapade en ström av neutrino i jordens riktning. Men om så är fallet skulle dessa neutrino också utlösa händelser som kan upptäckas av IceCube.
Så IceCube Collaboration letade efter upptäcktshändelser som inträffade samtidigt som ANITA detekteringar. De hittade inga bevis för korrelerade händelser, vilket betyder att det inte beror på några kraftfulla neutrinohändelser ljusår bort. Detta är konstigt eftersom det ger två möjligheter: antingen ANITA gav falska positiva effekter på grund av något fel i designen, eller dessa neutrinohändelser orsakas av en process som ligger utanför standardmodellen. Inom standardmodellen för partikelfysik finns det inget sätt att producera neutrinoer med så hög energi.
Detta är bara en liten uppsättning händelser, så det finns anledning att vara försiktig med resultaten. Men det senaste arbetet skulle kunna antyda om en ny fysikmiljö som vi ännu inte förstår.
Referens: Aartsen, M. G., et al. "En sökning efter IceCube-händelser i riktning mot ANITA neutrino-kandidater."
