Nieuws

Op zoek naar mysterieuze vierde neutrino


Het beoogde neutrino-experiment. De blauwe bol in het midden moet de deeltjes gaan afvuren waarmee de vier neutrinotype's zouden ontstaan.

Neutrino’s heb je in drie smaken: het elektron-, het muon– en het tauneutrino. Elk van de varianten is al eens gedetecteerd en wetenschappers hebben ze zelfs al van de ene in het andere type zien veranderen. Maar sommige experimenten tonen iets geks aan: muon-antineutrino’s veranderen vaker in elektron-antineutrino’s dan voorspeld. De oplossing? Een vierde neutrinosoort.

Die neutrinovariant zou andere eigenschappen kennen dan de nu gangbare typen. Zo zou hij ‘steriel’ zijn; hij beïnvloedt materie niet direct via de zwakke kernkracht (de kracht die bijvoorbeeld verantwoordelijk is voor radioactiviteit), zoals de andere neutrino’s, maar simpelweg via de zwaartekracht. Bovendien geloven sommige natuurkundigen dat het deeltje zelfs een onderdeel kan zijn van mysterieuze donkere materie. Dat alles maakt het lastig – zo niet onmogelijk – om het vierde neutrinotype op te sporen.

Een Frans onderzoeksteam denkt te weten hoe dit toch zou moeten kunnen. In een beoogd experiment zou een nieuw te fabriceren compacte radioactieve antineutrinobron deeltjes op een bepaald punt in een meetkamer afvuren, waarbij verschillende neutrinotype‘s ontstaan. Als daarbij ook ‘steriele’ neutrino’s zijn, zorgen wisselende interacties tussen de deeltjes ervoor dat de afstand tot het midden van de detector met een paar procent veranderd. Zoiets geeft dan niet alleen bewijs voor het bestaan van het onbekende neutrino, maar moet het zelfs mogelijk maken diens massa te berekenen.

Voor het beoogde experiment werkelijk kan plaatsvinden, zijn er nog wat hobbels te nemen. Denk bijvoorbeeld aan het minimaliseren van de achtergrondruis die de metingen kan verstoren. Mocht de vierde neutrinosoort echt worden aangetoond, dan zou het standaardmodel, dat alle materie en natuurkrachten beschrijft, ingrijpende veranderingen moeten ondergaan. Met een vierde neutrinotype is namelijk nog geen rekening gehouden.

Het onderzoeksplan verscheen in Physical Review Letters.

Beeld: L. Scola/CEA

Follow Faqtman on Twitter