Nu vill en grupp europeiska forskare bygga en ny partikelaccelerator i Lund som ska skapa världens mest intensiva stråle av neutriner. Den ska riktas mot en helt ny neutrinodetektor som planeras att byggas antingen i Zinkgruvan i Östergötland eller i Garpenbergsgruvan i Dalarna.

Maja Olvegård är accelerator-fysiker vid Uppsala universitet och är med och konstruerar det den nya acceleratorn, ESS Neutrino Super Beam.

– För min del handlar det att ta reda på varför vi är här. Varför består vi av materia och varför försvann antimaterien vid big bang? Det är en existentiell fråga, säger Maja Olvegård.

Neutrinernas förtjänst att vi finns till

Neutriner bildades naturligt vid big bang, och de produceras ständigt i de kärnreaktioner som pågår i solens mitt. Hela universum är indränkt i neutriner och varje sekund rusar 65 miljarder neutriner igenom din tumnagel. De far rakt igenom jordklotet och sen ut på andra sidan och fortsätter sin resa i nära ljusets hastighet. Väldigt sällan låter de sig stoppas. Men eftersom de är så många krockar en och annan ändå ibland.

Detektorer fångar in

Det finns idag en handfull neutrinodetektorer i världen som kan fånga in dem, men ingen av dem har än idag lyckats fånga in så många som krävs för att ta reda på om det är neutrinernas förtjänst att vi finns till.

Syftet med den nya ESS Neutrino Super Beam är att jämför hur lik vanlig materia är antimateria.  Det skulle kunna svara på varför det bildades lite mer vanliga partiklar än antipartiklar vid big bang, vilket är en förutsättning för att vi finns till.

Identiska och spegelvända

En partikel och en antipartikel är nästintill identiska men spegelvända varandra. Om den vanliga partikeln är positivt laddad så är antipartikeln negativt laddad. Om den ena snurrar till vänster så snurrar den andra till höger. 

Men tänk om de inte var helt identiska, då skulle spegelbilden bli lite skev. I sådana fall finns en asymmetri som skulle kunna förklara varför det bildades lite mer materia än antimateria i big bang. Fysiker kallar det för ett CP-brott.

Intensiv neutrinostråle

Den föreslagna experimentanläggningen ESS Neutrino Super Beam ska ta reda på om det finns ett sådant här CP-brott hos neutriner. Först görs mätningar med neutrinodetektorn av en intensiv stråle med vanliga neutriner och sen av en stråle med antineutriner. Analyser av data från dessa mätningar ska sen kunna avgöra om det finns något CP-brott som kan förklara om det bildades mer materia än antimateria i universum.

– Tack vare ESS kan vi skapa världens mest intensiva neutrinostråle vilket ökar chanserna att upptäcka om det finns ett CP-brott, säger Tord Ekelöf som är professor i partikelfysik vid Uppsala universitet samt vetenskaplig ledare för projektet.