Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Oorsprong van neutrinosignaal blijft mysterie

Natuurkundigen hebben een astrofysisch neutrinosignaal van de IceCube detector bestudeerd vanuit een andere hoek. Het centrum van de Melkweg leek vanzelfsprekende de bron te zijn, maar deze hypothese is nu eerder verworpen dan bevestigd. Publicatie in Physical Letters B.

Gotta catch ‘em all! Natuurkundigen zijn altijd op jacht naar deeltjes die uit de hemel regenen, zoals bijvoorbeeld neutrino’s—een van de lastigste soorten om te vangen. Deze ultralichte deeltjes zijn zo moeilijk om te vangen omdat ze door alles heen vliegen, inclusief detectoren. Dit betekent ook dat ze extreem interessant zijn voor wetenschappers, omdat ze vanuit het binnenste van hemellichamen direct naar de Aarde vliegen, zonder onderweg te worden afgebogen. En daarmee houden ze een hoop informatie veilig opgeslagen in hun eigenschappen.

IceCube

Om ze te vangen, hebben wetenschappers gigantische detectoren nodig die bestaan uit meerdere kubieke kilometers ijs of water, zoals IceCube op Antarctica of ANTARES in de Middellandse Zee. IceCube heeft laatst melding gemaakt van een reeks uitbarstingen van gedetecteerde neutrino’s, waarvan een groot aantal uit de zuidelijke hemel komt. Het centrum van de Melkweg bevindt zich daar, dus dat was een logische hoofdverdachte om verantwoordelijk te zijn voor het grootste gedeelte van de inkomende neutrino’s. Helaas hebben de uitbarstingen in IceCube een beperkte resolutie, dus het bleef onduidelijk waar het mysterieuze signaal vandaan komt.

Fishing for neutrinos in the Mediterranean Sea

Nu heeft een internationaal team van natuurkundigen, waaronder Dorothea Samtleben van de Universiteit Leiden, de ANTARES detector gebruikt om naar het signaal te kijken vanuit een betere hoek en met hoge resolutie. Ze laten zien dat er onder bepaalde realistische aannames voor de neutrino-eigenschappen slechts twee van de door IceCube gedetecteerde uitbarstingen kunnen komen van de Melkweg. ANTARES gaat nu verder met een nieuw ontwikkelde reconstructiemethode om ook te kijken naar hoger energetische uitbarstingen uit de Melkweg als mogelijke bron.

Verdachten

'We nemen aan dat de tot dusver gedetecteerde astrofysische neutrino’s komen van bronnen met gewelddadige “explosies”,' zegt Samtleben. 'We weten niet of de gemeten neutrino’s van binnen of buiten onze Melkweg komen, en tot nu toe hebben we ook geen significante correlatie gevonden voor de neutrinorichting met enige andere bekende astrofysische bron.'

Het ANTARES team publiceert haar resultaten in Physics Letters B op 10 september, maar het artikel is nu al beschikbaar online.