Τα δεδομένα από τα νετρίνα υψηλής ενέργειας που έχουν καταγραφεί από τον ανιχνευτή IceCube στο Νότιο Πόλο δεν χρειάζονται κάποια «εξωτική» φυσική θεωρία για να εξηγηθούν, αφού δεν φαίνεται να αντιβαίνουν σε όσα προβλέπει το Καθιερωμένο Πρότυπο. Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξαν δύο ανεξάρτητες επιστημονικές ομάδες, οι οποίες πρόσφατα ανέλυσαν τις μετρήσεις του ανιχνευτή και διέψευσαν τις ελπίδες που είχαν δημιουργηθεί για την ανάγκη διατύπωσης ενός νέου θεωρητικού μοντέλου που θα εξηγεί τις ιδιότητες των νετρίνων.
Με τους αισθητήρες του θαμμένους στον πάγο, σε βάθος έως και 2,5 χιλιόμετρα, ο IceCube κατάφερε στα τέλη του 2013 να καταγράψει τα πρώτα σήματα νετρίνων εξαιρετικά υψηλών ενεργειών, τα οποία προέρχονται από περιοχές πέρα από τον γαλαξία μας. Τα νετρίνα διαχωρίζονται σε τρία είδη (ταυ, μιονίου και ηλεκτρονίου) και, όταν καλύπτουν μεγάλες αποστάσεις, μετασχηματίζονται («ταλαντώνονται») από τον ένα τύπο στον άλλο.
Έτσι, για τα σωματίδια με εξωγαλαξιακή προέλευση, αυτό που αναμενόταν ήταν πως καταφθάνουν στη Γη σε σχεδόν ίσες αναλογίες, με τις απειροελάχιστες αποκλίσεις να υποδεικνύουν την περιοχή και τον μηχανισμό παραγωγής τους. Το 2014, ωστόσο, μελέτη επιστημόνων από το πανεπιστήμιο της Βαλένσια στην Ισπανία έδειξε πως τα σωμάτια που κατέγραψε ο IceCube ήταν νετρίνα ηλεκτρονίου, ενώ απουσίαζαν πλήρως τα νετρίνα μιονίου και τα νετρίνα ταυ.
Αν επαληθευόταν το παραπάνω αποτέλεσμα, αυτό θα σήμαινε πως είτε συμβαίνει κάποια σπάνια διάσπαση, είτε πως στα σωμάτια που ανιχνεύθηκαν συγκαταλεγόταν κι ένας τέταρτος, υποθετικός τύπος «αποστειρωμένων» νετρίνων. Σε κάθε περίπτωση, η ανακάλυψη θα μπορούσε να εξηγηθεί μόνο από μία «εξωτική» θεωρία, πέρα από τα υπάρχοντα αποδεκτά μοντέλα.
Το IceCube ανιχνεύει και τα τρία είδη νετρίνων από τα προϊόντα που παράγονται καθώς τα σωμάτια αλληλεπιδρούν με τον ανιχνευτή. Παρ’ όλα αυτά, τα νετρίνα μιονίου και ένα ποσοστό των νετρίνων ταυ παράγουν επίσης ένα μιόνιο υψηλής ενέργειας, το οποίο «προδίδεται» από την τροχιά του μέσα στον ανιχνευτή. «Έτσι, όταν εντοπίζουμε μια τέτοια τροχιά, μπορούμε να καταλάβουμε πως προήλθε είτε από ένα νετρίνο μιονίου είτε από ένα νετρίνο ταυ, όχι όμως και από ποιο ακριβώς», αναφέρει στην ιστοσελίδα PhysicsWorld.com o Γκάρι Μπάιντερ, φυσικός στο πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ και μέλος της επιστημονικής ομάδας που είναι υπεύθυνη για το IceCube.
Σύμφωνα με τον Μπάιντερ, η μόνη εναλλακτική λύση είναι να αναλυθούν στατιστικά τα παραγόμενα προϊόντα και έτσι να εκτιμηθεί στατιστικά η αναλογία κάθε είδους νετρίνων. Έτσι, ο Μπάιντερ με συναδέλφους του επανέλαβαν αυτή τη στατιστική ανάλυση, έχοντας όμως αυτή τη φορά στη διάθεσή τους πολύ περισσότερα δεδομένα. Χάρις σε αυτά, υπολόγισαν πως τα τρία είδη νετρίνων κατέφθασαν στον ανιχνευτή σε σχεδόν ίσες αναλογίες, ενώ ρυθμίζοντας τις παραμέτρους σε καμία περίπτωση δεν μπόρεσαν να αναπαράγουν το αποτέλεσμα της μελέτης του πανεπιστήμιου της Βαλένθια. Στο ίδιο συμπέρασμα κατέληξε και μια δεύτερη, ανεξάρτητη ανάλυση Ιταλών επιστημόνων.
«Μέχρι τώρα τουλάχιστον, οι αναλογίες που υπολογίζονται συμφωνούν με την υπόθεση της ισόποσης παραγωγής των τριών ειδών νετρίνων. Ακόμη δεν έχουμε πετύχει αρκετά μεγάλη ακρίβεια στο πείραμα, ώστε να προσδιορίσουμε τις απειροελάχιστες αποκλίσεις, που θα μας επιτρέψουν να ταυτοποιήσουμε τα σώματα στο σύμπαν που παράγουν κοσμικά νετρίνα. Ωστόσο, περιμένουμε πως αυτό θα γίνει σύντομα και ότι έτσι θα καταφέρουμε να λύσουμε το μυστήριο σχετικά με τον μηχανισμό και την προέλευση των σωματιδίων», αναφέρει ο Μπάιντερ στο PhysicsWorld.com.
Σύμφωνα με τον φυσικό από το Μπέρκλεϊ, έχουν διατυπωθεί αρκετά «εξωτικά» μοντέλα που προβλέπουν μεγάλες διαφοροποιήσεις στο πλήθος κάθε είδους νετρίνων. «Αν και η μέτρηση των αναλογιών μπορεί όντως να ανοίξει τον δρόμο για νέες θεωρίες πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο, προς το παρόν δεν έχουμε ενδείξεις για κάτι τέτοιο», καταλήγει.
