Grote opwinding in de wereld van de allerkleinste deeltjes: wetenschappers hebben een bijzondere variant waargenomen van een neutrino, een heel klein deeltje dat overal dwars doorheen vliegt. Het gaat om een neutrino met een energie van 220 miljoen miljard elektronvolt, dertig keer zoveel als tot nu toe was gemeten. Dat maakt het waarschijnlijk dat het deeltje een kosmische oorsprong heeft. De wetenschappers, onder meer van het Nederlandse instituut Nikhef, zijn totaal verrast door het hoge energieniveau van het deeltje.

Neutrino-onderzoeker Rasa Muller was ook betrokken bij het onderzoek en kon haar ogen aanvankelijk niet geloven. “We dachten: hè, kunnen we dit nu al waarnemen?’, vertelt ze in het NPO 1-radioprogramma Nieuws & Co over de ontdekking. Daarna trad een proces van checken en analyseren in werking, waaruit bleek dat de waarneming toch echt moest kloppen.

De detectie is het eerste bewijs dat er in het heelal neutrino’s voorkomen met zulke hoge energieniveaus. “We dachten wel dat ze bestonden, maar ze waren nog niet daadwerkelijk waargenomen”, vertelt Muller. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke blad Nature.

De telescoop die het nieuwe deeltje heeft waargenomen staat bekend als de Kilometre Cube Neutrino Telescope, ofwel KM3NeT. Op het moment van de detectie, op 13 februari 2023, was deze nog maar voor 10 procent klaar. Dat maakt de waarneming alleen maar bijzonderder.

Het waargenomen deeltje heeft nagenoeg geen massa, maar wel 10.000 keer zoveel energie als ooit gegenereerd is in de grootste deeltjesversnellers op aarde, zoals die van CERN bij Genève. Waar het deeltje vandaan komt is nog niet duidelijk. De onderzoekers hebben twaalf bronnen aangewezen als mogelijke herkomst van het deeltje, veelal actieve sterrenstelsels met een zwart gat in het midden.

Dat de onderzoekers geen preciezere bron aan kunnen wijzen, heeft ook te maken met het feit dat de telescoop nog niet af is. In de toekomst zullen de waarnemingen nauwkeuriger worden.

Nederlandse wetenschappers van verschillende universiteiten en instituten spelen een belangrijke rol in dit onderzoek. Ze zijn betrokken bij het ontwerp, de bouw en de plaatsing van de detector, die zich op een diepte van 3.450 meter bevindt, tachtig kilometer voor de kust van Sicilië.

Behalve op de bodem van de Middellandse Zee bevindt zich ook een neutrino-telescoop onder de zuidpool op Antarctica, het IceCube Neutrino Observatorium. Die had al sterk bewijs opgeleverd voor het bestaan van kosmische neutrino’s.

Maar deze IceCube heeft nooit neutrino’s van een heel hoog energieniveau gezien. Als zulke deeltjes vaker zouden voorkomen, zouden ze op de Zuidpool ook gedetecteerd moeten zijn. De nieuwe waarneming kan dus een toevalstreffer zijn.