Det framgår en av studie inom ramen för det så kallade Icecube-projektet, som publiceras i den ledande vetenskapstidskriften Nature.

– Mätningarna bekräftar teoretiska förutsägelser för hur denna gåtfulla lilla elementarpartikel fungerar. Samtidigt öppnar det för att använda neutriner för ett slags "skiktröntgen" av jordklotets innersta kärna, säger Olga Botner, professor i experimentell elementarpartikelfysik vid Uppsala universitet och medlem i det internationella forskarkonsortium som gjort studien.

Neutrinon är universums näst vanligaste, men också mest gåtfulla och svårfångade partikel. Sedan du började läsa den här artikeln har ett oräkneligt antal miljarder neutriner passerat genom din kropp utan att du märkt det. Sannolikheten för att en neutrino ska reagera med och stoppas upp av någon atomkärna är så liten att den nästan inte finns.

Artikelbild

| Olga Botner

Men bara nästan, visar mätningarna med IceCube-detektorn vid Sydpolen på Antarktis där flera tusen optiska sensorer fastfrusna i isen mäter det ljus som uppstår vid de ytterst sällsynta tillfällen när neutriner från rymden kolliderar med en atomkärna. Detektorerna registrerar både hur energirik den kolliderande neutrinon var och varifrån den kom.

I studien har forskarna analyserat nära 11 000 kollisioner mellan neutriner och atomkärnor som registrerades med IceCube under ett år. En del av de kolliderande neutrinerna var 1 000 gånger mer energirika än neutriner som alstras i partikelacceleratorer.

– Tack vare detta har vi för första gången på allvar kunnat testa den så kallade standardmodellens förutsägelse att det finns ett direkt samband mellan hur energirik en neutrino är och sannolikheten för att den ska kollidera med en atomkärna, säger Olga Botner.

Betydligt färre kollisioner med atomkärnor registrerades för neutriner, i synnerhet för de mest energirika varianterna, som färdats genom jordklotet ända från Norpolen till isen under Sydpolen än för neutriner som haft en kortare "resa" genom jorden.

Artikelbild

– Förklaringen till detta kan bara vara att ju mer materia som finns i vägen och ju mer energirika neutrinerna är, desto vanligare är det att de reagerar med atomkärnor och försvinner i stället för att obehindrat ta sig vidare till andra sidan jorden, säger Olga Botner.

Icecube är framför allt avsett som ett teleskop för att genom detektion av neutriner få ny information om vad som händer i de våldsammaste processerna i universum, till exempel i supenovaexplosioner eller i närheten av supermassiva svarta hål i centrum av galaxer.

Artikelbild

| Lite missnöjd. Olga Botner hoppas att fler observationer även ska visa avvikelser från den så kallade standardmodellen och öppna för helt ny fysik.

Med de nya rönen om hur högenergetiska neutriner absorberas i jorden hoppas forskarna även kunna använda "teleskopet" för att utforska jordens inre.

– 11 000 observationer räcker inte för detta, men snart har vi tio gånger fler och kan förmodligen få ny information och testa hypoteser om hur jordkärnan är uppbyggd, säger Olga Botner.

Trots de nya möjligheterna medger hon att hon är litet missnöjd med resultaten, som än en gång har bekräftat förutsägelser gjorda utifrån standardmodellen för materiens uppbyggnad.

– Förhoppningsvis kommer vi med mer observationer att också finna avvikelser från denna modell. De flesta fysiker tycker nog som jag att det är roligare med upptäckter som inte är förväntade och som öppnar för helt ny fysik, säger hon.

Fotnot: En videofilm om IceCube-mätningarna kan ses på http://icecube.wisc.edu/gallery/press/view/2170