Hoewel neutrino's mysterieuze deeltjes zijn, komen ze opmerkelijk veel voor. Elke seconde passeren miljarden neutrino's door uw lichaam. Maar neutrino's hebben zelden interactie met gewone materie, dus het detecteren ervan is een grote technische uitdaging. Zelfs als we ze detecteren, zijn de resultaten niet altijd logisch. We hebben bijvoorbeeld onlangs neutrino's gedetecteerd die zoveel energie hebben dat we geen idee hebben hoe ze worden gemaakt.
Een neutrinodetector is meestal een grote kamer gevuld met zuiver water of ijs. Binnen deze kamer bevinden zich zeer gevoelige detectoren. Neutrino's worden niet rechtstreeks waargenomen. In plaats daarvan wacht een neutrinodetector op een neutrino die tegen een atoom botst. Wanneer dit het geval is, kan het geladen leptonen creëren, zoals een elektron, muon of tauon. Deze geladen deeltjes kunnen ook licht produceren. Dus door het licht of de leptonen te detecteren, weten we dat een neutrino interactie heeft gehad met de detector.
De meeste neutrino's die we detecteren, zijn zonne-neutrino's, geproduceerd door kernfusie in de kern van de zon. Maar dingen als supernova's en gammaflitsen produceren ook neutrino's. Er is veel aandacht besteed aan het opsporen hiervan extra-zonne-energie neutrino's.
Een van de beste neutrinodetectoren is het IceCube Neutrino-observatorium op Antarctica. Antarctica is een geweldige plek voor een neutrino-observatorium, omdat de dikke laag ijs geweldig is om allerlei verdwaalde deeltjes te absorberen, zoals kosmische straling en gammastraling die kunnen knoeien met je gevoelige detectoren. Door het observatorium in het ijs te begraven, kunnen we er zeker van zijn dat de gebeurtenissen die we detecteren afkomstig zijn van neutrino's. De IceCube-sterrenwacht heeft meerdere keren extra-zonne-neutrino's gedetecteerd.
Maar er is nog een observatorium voor neutrino's op Antarctica, en het detecteert neutrino's op een heel andere manier. Bekend als de ANtarctic Impulsive Transient Antenna, of ANITA, het is een gevoelige radiodetector die op een ballon is gemonteerd. ANITA is een radiodetector omdat wanneer hoogenergetische neutrino's botsen met Antarctisch ijs, ze radiolicht kunnen creëren. Deze neutrino's zijn honderden keren krachtiger dan die welke door IceCube worden gedetecteerd.
Wanneer ANITA detecteerde deze hoogenergetische neutrino's, het veroorzaakte een beetje opschudding omdat ze leken te komen van passerende neutrino's door de aarde voordat ze Antarctisch ijs trof. Dit is wat je zou verwachten als een krachtige astrofysische gebeurtenis een stroom van neutrino's in de richting van de aarde zou creëren. Maar als dat het geval is, zouden deze neutrino's ook gebeurtenissen veroorzaken die door IceCube kunnen worden gedetecteerd.
Dus de IceCube-samenwerking zocht naar detectiegebeurtenissen die zich tegelijkertijd met de ANITA detecties. Ze vonden geen bewijs voor gecorreleerde gebeurtenissen, wat betekent dat het niet te wijten is aan een aantal krachtige neutrino-gebeurtenissen op lichtjaren afstand. Dit is vreemd omdat dat twee mogelijkheden laat: ofwel de ANITA gaf vals-positieven vanwege een fout in het ontwerp, of deze neutrino-gebeurtenissen worden veroorzaakt door een proces dat buiten het standaardmodel valt. Binnen het standaardmodel van de deeltjesfysica is er geen manier om neutrino's te produceren met zo'n hoge energie.
Dit is slechts een kleine reeks evenementen, dus er is reden om voorzichtig te zijn met de resultaten. Dit nieuwste werk zou echter kunnen duiden op een nieuw rijk van fysica dat we nog niet begrijpen.
Referentie: Aartsen, M. G., et al. "Een zoektocht naar IceCube-evenementen in de richting van ANITA-neutrinokandidaten."
