Den lille partikel, vi (måske) skylder alt

Hvorfor er der noget frem for ingenting? Et nyt japansk eksperiment peger på, at den uendeligt beskedne og dybt mærkværdige partikel neutrinoen kan være forklaringen.

Et forsøg på at illustrere en kaskade af neutrinoer. Selv om neutrinoen er ubegribeligt lille og verdens letteste partikel, peger nye forskningsresultater på, at den er ansvarlig for altings eksistens. (Foto: Scanpix Denmark) Fold sammen
Læs mere
Lyt til artiklen

Vil du lytte videre?

Få et Digital Plus-abonnement og lyt videre med det samme.

Skift abonnement

Med Digital Plus kan du lytte til artikler. Du får adgang med det samme.

Der er adskillige kolossale gåder i naturvidenskaben: Hvordan opstod livet, hvad er mørkt stof og mørk energi, hvorfor findes der i det hele taget noget frem for ingenting?

Det sidste er, sjovt nok, en gåde af de helt store, for ifølge fysikkens love burde der i skabelsesøjeblikket være blevet produceret nøjagtig lige store mængder stof og antistof. Hvorved det hele i givet fald ville være endt som en gigantisk fuser. Blot et kraftigt lysglimt og derefter: tomhed.

Men sådan gik det ikke, for vi er her, og det kan ene og alene skyldes, at der i splitsekundet efter Big Bang af en eller anden ukendt årsag blev skabt en anelse mere stof end antistof. Ganske vist kun ti milliardtedele mere, men nok til at det kunne overleve og blive til stjerner og planeter, myrer og mennesker.

Nu er japanske forskere muligvis kommet svaret på gåden en smule nærmere. Og deres begyndende svar peger på, at vi bør sende takken for vores og altings eksistens videre til verdens letteste og på mange måder mest bizarre partikel: neutrinoen.

I en mine dybt nede i undergrunden på den centrale del af den japanske hovedø, Honshu, har man opbygget verdens største neutrinodetektor med navnet Super-Kamiokande.

Neutrinoer er umådeligt vanskelige at fange, for selv om de formentlig er de mest almindelige partikler i universet, er de så små, at kun en forsvindende brøkdel af dem rammer noget på deres rejse fra Solen og stjernerne og ned gennem jordkloden. I stedet farer de bare tværs gennem os og Jorden og dermed gennem den enorme tomhed, som atomer i altovervejende grad består af.

Som lektor og ph.d. i astrofysik ved Niels Bohr Institutet Steen H. Hansen formulerer det:

»Langt de fleste neutrinoer farer lige lukt igennem os og Jorden, og de ser os som værende fuldstændig gennemsigtige.«

Forvandlinger

I 2013 viste de japanske forskere imidlertid, at de i Super-Kamiokande ikke bare havde formået at »fange« neutrinoer, som de havde skudt af sted fra et punkt knap 300 km borte. De havde også vist, at neutrinoerne på deres kortvarige rejse undergår forvandlinger – nærmest som hvis en rød bil pludselig skifter farve til blå, mens den kører. Neutrino oscillationer kaldes det.

Men nu ser japanerne ud til at være kommet endnu et afgørende skridt videre. Et foreløbigt eksperiment giver nemlig indikationer i retning af, at der under særlige omstændigheder også bliver dannet flere neutrinoer end antistof-neutrinoer. Disse indledende forskningsresultater blev præsenteret forleden på en international neutrino-konference i London.

»Da jeg så nyheden, blev jeg meget glad. Gennem 15 år har jeg selv arbejdet med en neutrinomodel, som folk nærmest grinte af i begyndelsen. Men i de seneste par år er man begyndt at tage den alvorligt som en forudsigelse af, at det er neutrinoerne, der er årsag til asymmetrien (mere stof end antistof, red.),« forklarer Steen H. Hansen.

Forskeren understreger dog, at man endnu bør tage nyheden med et par salt-molekyler, for datamængden er foreløbig alt for beskeden til, at man med fuld sikkerhed kan sige, at neutrinoerne er ansvarlige for altings eksistens.

Men det kan meget vel ændre sig i de kommende år, dels med flere målinger i Japan og dels med et større neutrino-eksperiment, der er under begyndende opbygning i det europæiske partikelforskningscenter CERN i Schweiz.

For Steen H. Hansen er neutrinoerne imidlertid også dybt interessante af en anden årsag. Han mener nemlig, at de meget vel kan rumme nøglen til gåden om, hvad det mystiske mørke stof egentlig er for noget.

Omkring en fjerdedel af al masse og energi i universet stammer fra mørkt stof, der især holdes ansvarlig for, at galakser og galaksehobe bliver holdt sammen.

Ingen aner imidlertid, hvad stoffet reelt består af, men neutrinoer kan ifølge astro­fysikeren være en god kandidat. De rummer tilmed den egenskab, at det teoretisk set bør være muligt at måle, om de gemmer på det mørke stof.

Så måske vil den flygtige mikropartikel i løbet af en kortere årrække kunne forsyne os med svaret på to af de absolut største gåder om universet og dets opbygning.