Science on the rocks

Sekin voi olla hieno havainto, että ei havaita mitään. Jos nimittäin luottaa siihen, että olisi pitänyt havaita. Nature-kamaa: ”emme nähneet yhtään neutriinoa” (Abbasi ym. 2012). Neutriinojen havaitsemista yritettiin jättimäisellä jääkuutiolla etelänavalla. (Ihan totta!)

Jos pääsi olisi neutriinodetektori, odottaisit luultavasti turhaan koko ikäsi, että näkisit edes yhden neutriinon. Päässä on kyllä suuruusluokkaa 1026 atomia, joihin neutriinot periaatteessa voisivat osua, mutta tämäkään määrä ei riitä. Ihmisen pään läpi pyyhkii normaalioloissa 1013 neutriinoa sekunnissa (myös yöllä, melkein kaikki neutriinot tulevat iloisesti myös maapallon läpi).

Neutriinot menevät aineesta läpi, koska aine on tehty atomeista ja kaikki atomeista tehty ovat melkein pelkkää tyhjää täynnä. (”Tyhjä” on tietysti kaikkea muuta kuin tyhjää, mutta tässä yhteydessä tyhjiön virtuaalivipellyksellä ei ole merkitystä.)

Neutriinon seikkailu aineen sisällä on vähän kuin seikkailisit itse raketilla galaksien välisessä avaruudessa. Kyllä siellä johonkin voi törmätä, mutta tuskinpa sentään…

Vasta kun edessä ihan älyttömän paljon ainetta, saattaa harvinainen superjättipotti toteutua niin, että kärsivällinen odottaja sen huomaa: neutriino tekee niin tarkan nokkakolarin aineen sisuksissa jonkin protonin kanssa, että ehtii tuntea protonin naurettavan pienen gravitaation. (Atomiytimiä kasassa pitäviä gravitaatiota vahvempia vuorovaikutuksia neutriinot kieltäytyvät tuntemasta ollenkaan.)

Neutriino törmää! Törmäyksessä syntyy valoa, jonka voi nähdä.

Valon havaitsemista helpottaa, jos on pimeää. Niin kuin syvällä etelänavan jään uumenissa. Jää on siellä myös puhtaampaa kuin tavallisessa pakastimessa, koska paine on puristanut jäästä turhat kuplat pois. Neutriinoja havaitaan Icecube -laitteistolla kuutiokilometrin kokoisella alueella etelänavan jäätä. Isompikin havaintoasema antarktikselle on rakenteilla.

Neutriinoja metsästettiin aina kun taivaalla havaittiin hirmuisia gammasädepurkauksia, yhteensä 300 kertaa. Gammasäderyöpyt ovat lähtöisin räjähtävistä tähdistä tai törmäilevistä pienistä mustista aukoista. Räjähdyksistä pitäisi vallitsevan mallin mukaisesti lähteä liikkeelle gammasäteiden lisäksi myös superenergisiä kosmisia säteitä ja niiden yhteydessä neutriinoryöppyjä.

Kuutiokilometrissä jäätä olisi pitänyt gammapurkausten yhteydessä näkyä mallin mukaisesti noin kahdeksan valontuikahdusta. Ei näkynyt yhtään tuikahdusta. Tästä pääteltiin, että kosmisina superhiukkaskiihdyttiminä toimivat ehkä sittenkin jättisuuret mustat aukot galaksien ytimissä. Tai sitten gammapurkausten fysiikkaa ei vain ymmärretä vielä kauhean hyvin.

Viite: Abbasi, R. ym. 2012 (en luettele tässä kaikkia artikkelin 250 tekijää, koska tämän on tarkoitus olla lyhyt blogikirjoitus):  An absence of neutrinos associated with cosmic ray acceleration in gamma-ray bursts. Nature 484: 351–354.

Advertisements