Hoppas lösa fysikmysterium

Med ett EU-anslag på tre miljoner euro ska forskare ta fram en detaljerad plan kring möjligheterna att på svensk mark lösa mysteriet med varför det överhuvud taget finns materia i universium.

Tror på bieffekter. ""All tidigare erfarenhet visar att den här sortens grundforskning på köpet också leder till helt nya tekniska tillämpningar av stor betydelse för samhället", säger Tord Ekelöf.

Tror på bieffekter. ""All tidigare erfarenhet visar att den här sortens grundforskning på köpet också leder till helt nya tekniska tillämpningar av stor betydelse för samhället", säger Tord Ekelöf.

Foto: Nina Leijonhufvud

Uppsala2018-01-16 09:11

– Projektet skulle i slutänden kunna leda till en djupare förståelse av varför materien i vårt universum, i all sin väldighet, existerar och därmed även varför vi själva finns till. All tidigare erfarenhet av den här sortens grundforskning visar att den på köpet också leder till helt nya tekniska tillämpningar av stor betydelse för samhället, säger Tord Ekelöf, professor i elementarpartikelfysik vid Uppsala universitet.

Han är vetenskaplig ledare för ett konsortium av forskare från elva europeiska länder, som nu under fyra år ska ta fram en detaljerad projektplan för att producera en mycket intensiv stråle av så kallade neutrinopartiklar vid den nya acceleratorcentret för neutronforskning, ESS, i Lund och sedan detektera dem i en jättelik vattendetektor i ett gruvschakt i Garpenberg 54 mil därifrån.

Vid de ytterst sällsynta tillfällen som en neutrinopartikel – eller dess motsats, en antineutrino – träffar en atomkärna i vattnet uppstår en svag ljusblixt som kan detekteras med mycket känsliga instrument.

(Det här kan verka rätt krångligt, om du inte har hört talas om neutriner tidigare kanske du ska läsa faktarutan först.)

Gåtan som forskarna hoppas kunna lösa på detta sätt är varför inte all materia som bildades vid Big Bang för nära 14 miljarder år sedan omedelbart utplånades av den antimateria som samtidigt bildades, så som borde ha skett utifrån den så kallade standardmodellens antagande att partiklar och antipartiklar alltid bildas symmetriskt i lika mängder.

– Hypotesen är att vi kommer att detektera en skillnad i antalet kollisioner mellan neutriner respektive antineutriner. Om skillnaden är tillräckligt stor kan det bidra till att förklara varför det trots allt finns så mycket materia kvar i universum, säger Tord Ekelöf.

Här kan du läsa en tidigare utförlig artikel om projektet

I "neutrinokonsortiet" ingår bland annat CERN, ESS och ett flertal europeiska universitet, däribland Uppsala universitet, Lunds universitet och Kungliga tekniska högskolan. På måndagen startade ett kick off-möte för projektet vid det fortfarande pågående bygget av det stora ESS-centret i Lund.

Även om Tord Ekelöf är optimistisk betonar han att detta trots allt bara är ett första steg.

– Att uppgradera ESS-anläggningen och bygga detektorn i Garpenberg beräknas kosta cirka tio miljarder kronor, vilket skulle göra det till det största forskningsprojektet hittills på svensk mark. När vi om fyra år är klara med vårt detaljerade förslag finns förhoppningsvis ett tillräckligt stort intresse runtom Europa för att finansiera det, säger Tord Ekelöf.

Universums mest gäckande partikel

Neutrinerna är universums näst vanligaste, men mest gäckande partikel. Bara ljuspartiklarna, fotonerna, är ännu talrikare.

Neutriner rusar genom rymden med nära ljusets hastighet och växelverkar nästan aldrig med materia.

Bara vid ytterst sällsynta tillfällen kolliderar någon neutrin med en atomkärna och ger upphov till en reaktion.

Tusentals miljarder neutriner passerar genom din kropp varje sekund. Ändå kommer bara två eller tre av dem att krocka med en atomkärna under din livstid.

En del neutriner skapades redan vid Big bang. Andra bildas i processer i rymden och på jorden, till exempel i kärnkraftverk. Till och med inuti din kropp frigörs cirka 5 000 neutriner per sekund när en isotop av grundämnet kalium faller sönder.

De flesta neutriner som anländer till jorden bildades vid kärnreaktioner i solen.

Hypotesen om att det finns neutriner väcktes första gången i början av 1930-talet. Det dröjde dock fram till 1956 innan den kunde bekräftas experimentellt av de amerikanska fysikerna Frederick Reines och Clyde Cowan.

Eftersom neutriner så ytterst sällan krockar med atomkärnor och ger upphov till en mätbar reaktion behövs mycket stora detektorer för att upptäcka dem. En sådan detektor är det en kubikkilometer stora isteleskopet Icecube på Antarktis, som används för att detektera neuitriner från yttre rymden.

Så jobbar vi med nyheter  Läs mer här!