Cern: Forskere finder tegn på ”spøgelsespartikler” i partikelaccelerator

Forskere har for nylig gjort et spektakulært fund, der bliver beskrevet som en milepæl i vores forståelse af de grundlæggende komponenter, der udgør universet.

I Cern, verdens største forsøgsanlæg for partikelfysik beliggende i Schweiz, har fysikere i partikelacceleratoren Large Hadron Collider registreret tegn på de små såkaldte spøgelsespartikler med det mere formelle navn neutrinoer, ifølge Videnskab.dk.

Det er første gang nogensinde, at man har detekteret kandidater til neutrinoer i en partikelaccelerator, og det har skabt grobund for, at man fremover kan registrere og måle neutrinoer i en hvilken som helst partikelaccelerator.

Neutrinoer kaldes spøgelsespartikler, fordi de er berygtede for ubemærket at gå igennem alt – ligesom spøgelser.

Fysikerne har detekteret seks neutrino-interaktioner, der åbner for en ny måde at studere disse mystiske partikler.

Læs også: Ny form for astronomi: Fysikere fanger neutrino fra fjern galakse

Åbner nye døre

Studiet er derfor et stort gennembrud i forståelsen af de flygtige partikler og deres rolle i universet.

Stefania Xella er lektor i eksperimentel subatomar fysik ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet. Hun mener også, at projektet er et gennembrud inden for neutrinoforskningen.

»Det er en milepæl, fordi det jo er første gang, det er lykkedes at fange og måle højenergiske neutrinoer i en partikelaccelerator. Dermed kan vi med høj præcision og på en kontrolleret måde studere, hvordan de interagerer med andre partikler i verden,« forklarer Stefania Xella og fortsætter:

»Det kan blandt andet hjælpe os til at forstå supernovaer eller andre objekter i universet, som man kun kan studere ved hjælp af neutrinoer.«

Stefania Xella roser også metoden bag projektet.

»Kvaliteten af metoden er top-notch. Cern har generelt rigtige dygtige forskere, der er meget strenge i deres aflæsning af data, og hvis man kigger på deres udregninger, kan man kun betegne det som imponerende,« siger Stefania Xella.

Læs også: Nu vil fysikerne veje de spøgelsesagtige neutrinoer

Spøgelsespartiklerne er overalt

Neutrinoer har en ekstremt lille masse. De kan bevæge sig igennem alt og gør det konstant med en hastighed, der kun lige akkurat er lavere end lysets.

Neutrinoerne er overalt og i et ufatteligt stort antal i hele universet. Faktisk passerer milliarder af neutrinoer igennem dig lige nu, men uden at det påvirker dig.

Sådan er det faktisk også med stort set alt andet, de passerer igennem. Det betyder også, at de er enormt svære at opdage – men ikke umulige.

Det er nemlig for eksempel muligt at finde spor fra neutrinoer ved hjælp af meget sensitive fotodetektorer, der er designet til at opfange det lys, der opstår, når en neutrino interagerer med andre partikler.

Det har eksempelvis en enorm fotodetektor på Antarktis formået at gøre. Ved hjælp af anlægget, der har det passende navn Icecube, har man målt flere neutrinoer og med endnu højere energi, end hvad Cerns egen detektor, Faser, kan fange.

Forskere har dog hungret efter at kunne studere neutrinoer i partikelacceleratorer, fordi man her kan studere neutrinoer grundigere. Det kan vi takke LHC’s evne til at producere det høje antal neutrinoer ved meget høje energier for.

Læs også: Neutrinoer forvandler sig på rejse gennem Jorden

Opskalering i fremtiden

Forskerne arbejder i øjeblikket på at lave et ”detektorinstrument”, der er betydeligt mere sensitivt sammenlignet med instrumentet, der blev brugt for nylig.

Det gamle instrument vejede kun 29 kilo, mens det nye kommer til at veje over et ton.

Vi har ifølge Stefania Xella meget at lære om disse neutrinoer – i alle de tre varianter, de kommer i.

I 1960’erne fandt man ud af, at der måtte være mere end én type af neutrino. Senere blev det således fastsat, at man kender til tre forskellige typer af neutrinoer: elektron-, myon- og tau-neutrino.

Igennem historien har forskere indtil videre kun registreret 10 af de såkaldte tau-neutrinoer. Fysikerne bag den nye opdagelse regner dog med, at de kan fordoble eller tredoble det antal over de næste tre år.