En oväntad rekordhändelse har registrerats på anläggningen Km3net i Medelhavet. En partikel som kallas neutrino skapade en signal som visade att den hade tio gånger högre energi än någon annan partikel av samma slag som någonsin observerats.

– Det här är ett väldigt spännande resultat, säger Olga Botner, professor vid Uppsala universitet som arbetar med neutrinoobservatoriet Icecube.

Neutriner är en sorts partiklar som bland annat skapas i enorma mängder i kärnreaktioner i solen. De beskrivs ofta som spökpartiklar eftersom de saknar laddning och har mycket liten massa, och därmed är mycket svåra att registrera. Neutriner med låg energi kan passera genom stora mängder materia utan att lämna minsta spår. När de har hög energi ökar sannolikheten att de växelverkar med en atom och därmed blir synliga – men de är då i stället ytterst ovanliga.

Km3net består av linor med ljussensorer som är nersänkta i vattnet på två olika platser i Medelhavet. När en neutrino krockar med en atom ger den upphov till laddade partiklar, som i sin tur avger ljus som kan färdas genom vattnet och fångas upp.

Förutom energin kan forskarna rekonstruera riktningen. Partikeln måste ha passerat genom flera mil av berg och havsvatten innan den nådde fram. Det är bara neutriner som kan ta sig så långt genom materia utan att absorberas. På så vis kan forskarna utesluta att det var någon annan sorts partikel.

Neutriner med höga energier är ledtrådar till vissa av universums mest extrema händelser, som till exempel aktiva galaxkärnor. Forskarna vill till att börja med kartlägga fördelningen av energier för att förstå vilka energier som astronomiska objekt kan producera, berättar Olga Botner.

– Nästa steg är att lära sig vilka objekt neutrinerna kommer ifrån, och då förstå mer om hur de objekten fungerar.

Forskarna bakom Km3net lyckades inte peka ut något astronomiskt objekt i den riktning neutrinon kom ifrån. Den extrema neutrinon kan ha uppstått i en övergående händelse i universum som inte går att upptäcka i efterhand. Forskarna skriver i sin artikel att det annars är möjligt att den är det första observerade tecknet på en process som de förväntar sig ska ske när laddade partiklar med extremt höga energier kolliderar med fotoner – ljuspartiklar – i den kosmiska bakgrundsstrålningen.

För att studera sådana outforskade fenomen skulle forskare gärna vilja se fler partiklar av det här slaget.

– Det vore härligt att etablera ett nätverk av neutrinodetektorer över hela världen för att kunna observera hela himlen, säger Olga Botner.

Km3net kompletterar det tidigare neutrinoobservatoriet Icecube i isen vid sydpolen som färdigställdes 2010. De befinner sig på olika sidor av jorden och är alltså känsliga för neutriner från olika riktningar i rymden. I framtiden kan de få sällskap av en ny anläggning i Kanada, och en som Kina planerar i vattnet vid den kinesiska kusten.