Vaikka neutriinot ovat salaperäisiä hiukkasia, ne ovat huomattavan yleisiä. Miljardit neutriinoja kulkevat kehosi läpi joka toinen. Mutta neutriinot ovat harvoin vuorovaikutuksessa normaalin aineen kanssa, joten niiden havaitseminen on iso tekninen haaste. Jopa kun havaitsemme ne, tulokset eivät ole aina järkeviä. Esimerkiksi, olemme äskettäin havainneet neutriinoja, joilla on niin paljon energiaa, että meillä ei ole aavistustakaan siitä, kuinka ne luodaan.
Neutriinodetektori on tyypillisesti suuri kammio, joka on täynnä puhdasta vettä tai jäätä. Tässä kammiossa ovat erittäin herkät ilmaisimet. Neutrinoja ei havaita suoraan. Sen sijaan neutriinodetektori odottaa, että neutriino tunkeutuu atomiin. Kun se tapahtuu, se voi luoda varautuneita leptoneja, kuten elektronin, kuponin tai tauonin. Nämä varautuneet hiukkaset voivat myös tuottaa valoa. Joten havaitsemalla valon tai leptonit, tiedämme, että neutriino on ollut vuorovaikutuksessa ilmaisimen kanssa.
Suurin osa havaitsemistamme neutriinoista on aurinkoneutriinoja, jotka tuotetaan ydinfuusion avulla Auringon ytimessä. Mutta sellaiset asiat kuin supernoovat ja gammasädepurskeet tuottavat myös neutriinoja. Näiden havaitsemiseksi on keskitetty paljon työtä extra-aurinko neutriinoja.
Yksi parhaimmista neutriinoilmaisimista on IceCube Neutrino-observatorio Antarktis. Antarktika on loistava paikka neutrino-observatorioon, koska sen paksu jääkerros imee hyvin kaikenlaisia hajahiukkasia, kuten kosmisia ja gammasäteitä, jotka voivat sekoittaa herkät ilmaisimet. Hautaamalla observatorio jään voimme olla varmoja siitä, että havaitsemamme tapahtumat ovat peräisin neutriinoista. IceCube-observatorio on havainnut aurinkoon kuulumattomia neutriinoja useita kertoja.
Mutta Etelämantereella on toinen neutrino-observatorio, ja se havaitsee neutriinot hyvin eri tavalla. Tunnetaan nimellä ANtarctic Impulsive Transient Antenna, tai ANITA, se on herkkä radiotunnistin, joka on asennettu ilmapalloon. ANITA on radionilmaisin, koska korkean energian neutriinot törmäävät Etelämantereen jään kanssa, koska ne voivat luoda radiovaloa. Nämä neutriinot ovat satoja kertoja tehokkaampia kuin IceCuben havaitsemat.
Kun ANITA havainnut nämä korkeaenergiset neutriinot, se aiheutti hieman sekoitusta, koska ne näyttivät olevan lähtöisin ohi kulkevista neutriinoista kautta maapallon ennen iskua Etelämantereen jäähän. Tätä voit odottaa, jos jokin voimakas astrofyysinen tapahtuma loisi neutriinopiirin Maan suuntaan. Mutta jos näin on, nämä neutriinot laukaisevat myös tapahtumia, jotka IceCube voi havaita.
Joten IceCube-yhteistyö haki havaitsemistapahtumia, jotka tapahtuivat samanaikaisesti ANITA löydöistä. He eivät löytäneet todisteita korreloivista tapahtumista, mikä tarkoittaa, että se ei johdu voimakkaasta neutriinotapahtumasta valovuosien päässä. Tämä on outoa, koska se jättää kaksi mahdollisuutta: joko ANITA antoi vääriä positiivisia seurauksia suunnittelun virheestä tai nämä neutriinotapahtumat johtuvat prosessista, joka on vakiomallin ulkopuolella. Hiukkasfysiikan standardimallissa ei ole mitään tapaa tuottaa neutriinoja niin suurella energialla.
Tämä on vain pieni joukko tapahtumia, joten tuloksiin on syytä olla varovaisia. Tämä viimeisin työ voisi kuitenkin viitata uuteen fysiikan alueeseen, jota emme vielä ymmärrä.
Viite: Aartsen, M. G., et ai. "Etsitään IceCube-tapahtumia ANITA-neutriinoehdokkaiden suuntaan."
