– Det här ger oss ett nytt fönster mot universum. Tidigare teleskop observerar elektromagnetisk strålning, men här mäter vi partiklar. Nu kan vi observera universum genom att titta på neutriner, säger Klas Hultqvist, professor i elementarpartikelfysik vid Stockholms universitet.

Tjugoåtta partiklar, så kallade neutriner, har observerats i ett observatorium på Antarktis. De har en miljon gånger högre energiinnehåll än man tidigare uppmätt hos en neutrino. Det höga energiinnehållet betyder att partiklarna inte kan komma från jordens atmosfär, utan från en plats utanför vårt solsystem.

Kosmisk strålning

Forskarna är intresserade av just neutriner, eftersom dessa inte har någon laddning och inte byter riktning på sin färd genom rymden. De kan också, till skillnad från elektromagnetisk strålning, röra sig genom universum trots höga energinivåer. Därför är de intressanta för att hitta energiintensiva processer i rymden, till exempel en supernovaexplosion, eller ett supermassivt svart hål i centrum av en galax. Eller någon helt okänd process.

Genom att undersöka partiklarna och försöka lista ut var de kommer ifrån, skulle man också kunna få veta mer om kosmisk strålning.

– Vi vet inte var den kosmiska strålningen kommer ifrån, men vi vet att därifrån borde det också komma neutriner. Det kan vara samma källor, säger Klas Hultqvist.

Som rymden

Observatoriet, IceCube, ligger precis vid den geografiska sydpolen i ett platt, vitt och ödsligt landskap. Under vintern är det i stort sett omöjligt att ta sig till och från omvärlden och forskarna är isolerade här.

– Det är lite grann som att vara i rymden. Man är separerad från omvärlden, säger Klas Hultqvist, som dock varit där på sommaren.

Ljusmönster

Att man valt att bygga observatorier just här beror på att man vill utnyttja den rena, klara isen vid sydpolen för att fånga upp neutrinerna. På flera kilometers djup är det också tillräckligt mörkt för att kunna fånga upp ljus från de reaktioner som sker när neutrinon färdas genom isen.

Ljuset samlas upp av tusentals detektorer och spåren efter partikeln i form av ljusmönster kan analyseras. Beroende på hur mycket ljus detektorerna samlar kan man beräkna partikelns energi. Och med hjälp av var ljuset samlas upp kan man bestämma neutrinons riktning.

Ny plats

De neutriner som hittills fångats in verkar komma från lite olika håll, så ännu har man inte löst den kosmiska strålningens ursprung.

– Vi kommer att samla in fler neutriner och förbättra metoderna för att lära oss mer om var de kommer ifrån. Kanske kan det vara så att neutrinerna är det enda som kan nå oss från ett ställe – från en ny plats i universum som vi ännu inte känner till, säger Klas Hultqvist.

Studien publiceras i Science.