Nytt försök utesluter steril neutrino

Finns det en fjärde och okänd typ av neutrino? Nej, i alla fall inte en lätt variant, visar ett nytt experiment.

Publicerad

Experimentet Stereo mäter en ström av neutriner från en forskningsreaktor vid Institut Laue-Langevin i Grenoble. (Bilden är en illustration och kommer inte från experimentet.)
Bild: DrPixel, Getty images

I processerna i en kärnreaktor bildas stora mängder neutriner, gåtfulla partiklar som är mycket svåra att fånga upp och undersöka i experiment. För drygt tio år sedan märkte forskare att det tycktes saknas neutriner i vissa experiment vid kärnreaktorer. Den här reaktoranomalin var intressant inte minst för att den kunde tolkas som att det finns en okänd typ av neutrino, en steril variant som inte växelverkar med atomer och därför inte syns i några instrument.

Partikelfysikens standardmodell innehåller tre sorters neutriner. De har nästan ingen massa, men den lilla massa de har är kopplad till egenskapen att de kan byta identitet och skifta från en sort till en annan. Om de kan växla till en fjärde sort som är omöjlig att fånga skulle det förklara varför det tycks finnas för få i vissa experiment.

Inga tecken på fjärde neutrino

Nu har forskare presenterat ett resultat som utesluter sterila neutriner som förklaring till reaktoranomalin. Experimentet Stereo, vid en forskningsreaktor i Grenoble i Frankrike, har testat hypotesen genom mätningar på olika avstånd nära reaktorhärden. På så vis kan forskarna se om neutrinerna byter identitet och försvinner på vägen. Experimentet visade samma neutrinobrist, samma anomali, men inga tecken på att det ändras med avståndet.

Slutsatsen blir att just den här anomalin inte kan förklaras med sterila neutriner.

– Resultatet motsäger den förklaringsmodellen till fördel för andra, till exempel att det har att göra med kärnfysiken, säger Mattias Blennow, professor i teoretisk astropartikelfysik vid KTH.

Ett användbart resultat

Förklaringen kan till exempel finnas i modellen som används för att beräkna det förväntade flödet av neutriner. Det är alltså möjligt att mysteriet kan leda till bättre förståelse för fysiken i reaktorn.

Resultatet från Stereo kan också användas för att tolka mätningarna i andra experiment, där neutrinokällor med samma energispektrum används eller finns med som ett inslag.

Sökandet efter en steril neutrino är ändå inte över. Det här resultatet utesluter en viss typ av mycket lätt variant, men det finns teoretiska argument för mer massiva sterila neutriner – som då till exempel skulle kunna utgöra universums mörka materia.

F&F Evenemang:

En kväll om livet efter digitaliseringen

En tankeväckande och lärorik kväll med teknikhistorikern Nina Wormbs, sociologen Malin Åkerström, filosofen Hans Ruin och litteraturvetaren Jesper Olsson. 25 januari på Playhouse Teater i Stockholm.

Läs mer och boka

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

10 nummer om året och dagliga nyheter på webben med vetenskapligt grundad kunskap.

Beställ idag
Publicerad

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor