Gigantiskt neutrinoteleskop nedsänkt i Bajkalsjön

De strömmar genom universum i ljusets hastighet, och i människokroppen frigörs i snitt 5 000 av dem i sekunden vid sönderfall av en isotop av grundämnet kalium. Neutriner är dock inte helt enkla att forska på, på grund av att de är så svårupptäckta. Neutriner kan färdas genom motsvarande ett ljusår av bly utan att absorberas och för att få syn på dem måste man få dem att kollidera med en atomkärna eller en elektron och därefter observera den ljusblixt som då uppstår, så kallad tjerenkovstrålning. Ljusblixten uppstår bara när en partikel rör sig snabbare än ljuset, och enligt relativitetsteorin kan inget röra sig snabbare än ljus i vakuum vilket skapar lite av en paradox. Lösningen på detta är att helt enkelt sakta ner ljuset, något som bland annat nobelpristagarna i fysik lyckades med 2015 då de kunde visa att neutriner har massa.

För att göra det bygger man stora detektorer (neutrinoteleskop) i berg, under vatten eller djupt nere under jordens polarisar där man kan pressa ner ljuspartiklars hastighet tillräckligt för att skapa reaktionen. Tjerenkovstrålningens form och intensitet analyseras sedan vilket avslöjar vilken sorts neutrino som orsakade strålningen och varifrån den kom. På så vis kan man studera exempelvis solens inre genom att fånga upp en neutrino som uppstått där och som därför bär på ett minne av sin födelsemiljö. En neutrino som skapats i solens innersta kärnreaktioner kan avslöja mängden av kol, kväve och väte som finns där inne. Något italienska forskare lyckades observera förra året.

Läs mer och se ett klipp från SVT om neutriner och hur de fångas upp

Forskarna debatterade länge om huruvida neutriner ens gick att upptäcka, eftersom man misstänkte att de saknade massa. En av de första som lade fram en hypotes var österrikaren Wolfgang Pauli. Men det var knappt han trodde på sig själv när han presenterade sina slutsatser i början av 1930-talet. ”Jag har gjort något mycket dumt idag, genom att föreslå en partikel som inte kan upptäckas”, ska han ha sagt till en vän. Wolfgang Pauli fick vänta i drygt 20 år innan han fick rätt, när de amerikanska fysikerna Clyde Cowan och Frederick Reines påvisade neutriner, vilket gav dem nobelpriset i fysik 1995.

Under den gångna helgen sänktes delar av det nya ryska neutrinoteleskopet Baikal-GVD ned till ett djup mellan 750 och 1 300 meter under isen på Bajkalsjön i södra Sibirien. Arbetet har pågått länge och teleskopet ska växa till det dubbla. På det svävande observatoriet sitter strängar med sfäriskt glas och moduler som ska hjälpa forskarna att upptäcka neutriner som färdats från universum.

– Ett neutrinoteleskop som mäter en halv kubikkilometer är beläget under våra fötter. Under de kommande åren kommer det att växa till att bli en hel kubikkilometer, sa Dimitri Naumov från Joint Institute for Nuclear Research till nyhetsbyrån AFP, när han stod på den tjocka isen och teleskopet hade sänkts ned i sjön.

Baikal-GVD, som är det största undervattensteleskopet på norra halvklotet, är resultatet av ett samarbete mellan forskare från Tjeckien, Tyskland, Polen, Ryssland och Slovakien. Och placeringen kunde inte vara bättre, menar man.

– Bajkalsjön är tack vare sitt djup den enda sjö där du kan placera en neutrinodetektor. Att den har klart färskvatten är också viktigt, samt att sjön är täckt av is 2,5 månader om året, säger Bair Shoibonov från Joint Institute for Nuclear Research till nyhetsbyrån AFP.