Det tror forskarna bakom ett internationellt konsortium. I en projektplan föreslår de att det kommande acceleratorcentret för neutronforskning i Lund, ESS, uppgraderas till att också producera en stråle med neutrinopartiklar och följa deras vidare öden innan de når en jättelik vattendetektor placerad långt under jord i ett gruvschakt i Garpenberg drygt 50 mil därifrån.
– Jämfört med flera liknande förslag har vårt de bästa förutsättningarna att lyckas, dessutom till en lägre kostnad. Ännu vet vi inte om projektet kommer att förverkligas, men både ledningen för ESS och ägaren av Garpenberggruvan har ställt sig positiva till att vi går vidare med utredningen av vårt förslag.
Det säger Tord Ekelöf, som är professor i elementarpartikelfysik och en av tillskyndarna till projektet.
Vi tar för självklart att det finns materia i universum. Ändå är det till synes självklara egentligen mycket gåtfullt. Det strider mot ett av fysikens grundantaganden som säger att partiklar och antipartiklar bildas symmetriskt, det vill säga att det för varje ny partikel alltid också bildas en antipartikel, och att de båda förintar varandra om och när de möts igen.
Så säger inte bara teorin om universums uppkomst genom Big Bang för över 14 miljarder år sedan. Det är också vad forskarna kan konstatera experimentellt när de i miniformat efterliknar denna ursmäll genom att krocka högenergetiska protoner i LHC-laboratoriet i Genève.
Samtidigt visar det faktum att vi själva och all annan materia som bygger upp jorden, planeter, solar och galaxer finns till att materia och antimateria inte kan ha uppträtt på exakt samma sätt och totalt utplånat varandra efter Big Bang.
– Mätningar i världsrymden visar att tätheten av de ljuspartiklar, fotoner, som uppstod när materia och antimateria förintades efter Big Bang är en miljard gånger större än tätheten hos materiepartiklar. Det måste alltså ha uppstått en asymmetri av en miljarddels övervikt för materian över antimaterian i universums utveckling efter Big Bang, säger Tord Ekelöf.
Redan för 50 år sedan gjordes experiment som visade att det finns en sådan assymmetri mellan kvarkar – som är byggstenar i atomkärnornas protoner och neutroner – och antikvarkar.
– Den uppmätta kvark-antikvark-asymmetrin är dock alldeles för liten för att kunna förklara den totala övervikten av materia i universum. Det är därför vi vill testa om förklaringen till överskottet av materia i stället har sitt ursprung i den andra typen av materiapartiklar, leptonerna, bland vilka bland annat elektronerna och neutrinerna ingår, säger Tord Ekelöf.
De gåtfulla neutrinerna tar sig med näst intill ljusets hastighet igenom det mesta, utan att lämna några spår efter sig. Under den tid det tagit för dig som orkat läsa ända hit har många miljarders miljarder neutriner helt obemärkt passerat genom dina ögon. Bara i yttersta undantagsfall krockar en neutrino med någon annan partikel och kan ge sig till känna, även om du själv inte kommer att känna någonting de två till tre gånger detta händer under din livstid.
Om det föreslagna projektet blir verklighet är det krockarna mellan neutrinerna i neutrinstrålen från ESS i Lund och atomkärnor i de med drygt en miljon kubikmeter vatten fyllda detektorerna, drygt 1 000 meter under jord, som kommer att detekteras.
De i år Nobelprisbelönade upptäckterna kring hur neutriner oscillerar och fortlöpande så att säga ändrar identitet tillsammans med liknande mätningar med neutriner från kärnreaktiorer har gjort att forskarna ser Garpenberggruvan i södra Dalarna som den mest lämpade platsen för en sådan neutrinodetektor.
– På det avståndet kommer neutriner och antineutriner från neutrinokällan i Lund att ha oscillerat två gånger och därmed ha hög känslighet för den neutrino-antineutrino-asymmetri som vi vill mäta. När en neutrino träffar en atomkärna i vattnet uppstår en svag ljusblixt som vi kommer att detektera med mycket känsliga ljusdetektorer, säger Tord Ekelöf.
En förutsättning för projektet är att det går att tillverka separata strålar av neutriner och antineutriner. Det gör det möjligt att först under några år rikta en stråle med neutriner mot vattendetektorn drygt 50 mil därifrån och sedan byta till att i stället rikta en stråle med antineutriner mot den.
– Vårt antagande är att vi i slutänden kommer att kunna konstatera en skillnad mellan antalet kollisioner med neutriner respektiva antineutriner. Om antagandet visar sig stämma och om skillnaden är tillräckligt stor kan det bidra till att förklara överskottet av materia i universum, säger Tord Ekelöf.
Även om projektet har kommit en bit på vägen återstår mycket beräknings- och testarbete, bland annat med provborrningar nere i Garpenberggruvan, innan det (kanske) kan få klartecken. Därefter krävs ytterligare flera år för förberedelser och uppbyggnad av utrustning innan själva experimentet kan komma igång.
– Om allt flyter perfekt skulle vi om cirka 20 år kunna ha svaret på frågan om det finns en asymmetri av betydelse mellan neutrinernas och antineutrinernas oscillationer, säger Tord Ekelöf.
Enligt konsortiets kalkyler skulle en uppgradering av acceleratorcentret i Lund för att även tillverka neutriner kosta cirka fem miljarder kronor och byggandet av en underjordisk neutrinodetektor i Garpenberg ytterligare sju miljarder.
– Jämfört med vad forskargrupper i USA och Japan beräknar att liknande anläggningar skulle kosta där är vårt förslag billigare. Personligen tycker jag att det är ett pris som skulle vara väl värt att betala för att kanske få svar på ett av universums allra största mysterier. På köpet skulle det kunna locka toppforskare från hela världen till Sverige. Även till exempel astropartikelfysiker och kosmologer skulle kunna vara intresserade av att använda den underjordiska detektorn för forskning kring neutriner från rymden, säger Tord Ekelöf.