Ein Vulkan in Mexiko hat womöglich Geisterteilchen aus dem All eingefangen

Ausgerechnet dort, wo Mexikos höchster Vulkan am dicksten ist, leuchteten im HAWC-Observatorium zwei Teilchenspuren fast sechzigmal heller als erlaubt. Zwei Physiker haben nachgerechnet, was das gewesen sein kann.

Zwei rätselhafte Teilchenspuren, die das mexikanische HAWC-Observatorium vor einigen Jahren aufgezeichnet hat, lassen sich durch keinen der bekannten Störeffekte erklären. Beide zeigen zurück auf den Pico de Orizaba, der dem Detektor in dieser Richtung rund acht Kilometer massiven Fels in den Weg stellt.

Hermes León Vargas und Andrés Sandoval von der Universidad Nacional Autónoma de México haben die veröffentlichten Messwerte neu durchgerechnet und kommen zu dem Ergebnis, dass die Spuren mehr Energie in den Wassertanks des Detektors abgeladen haben, als das Störmodell überhaupt hergibt.

Wenn ihre Deutung stimmt, wären es die ersten Neutrino-Kandidaten, die je in Mexiko gemessen wurden.

Ein Berg als Zielscheibe und als Schutzwall

Neutrinos sind die scheuesten Teilchen, die die Physik kennt. Sie tragen keine elektrische Ladung und reagieren so selten mit Materie, dass die allermeisten die ganze Erde durchqueren, ohne unterwegs ein einziges Atom zu berühren.

Sehen kann man sie deshalb nur indirekt. Trifft ein Neutrino doch einmal einen Atomkern, entsteht daraus ein geladenes Teilchen, und dieses Teilchen hinterlässt eine Leuchtspur, die sich messen lässt.

Genau darauf setzt die Earth-Skimming-Technik, bei der ein Berg gleichzeitig zwei Aufgaben übernimmt. Das Gestein liefert die Masse, in der ein Neutrino umgewandelt werden kann, und es hält alles andere ab, was sonst aus der Atmosphäre in den Detektor prasselt.

Für Neutrinoteleskope ist der Bereich direkt am Horizont die interessanteste Blickrichtung, weil die Erde dort für die energiereichsten Neutrinos am durchlässigsten ist.

Zugleich ist es die unangenehmste, denn dort verlaufen sich besonders viele Myonen, die schweren Verwandten des Elektrons, und werden vom Detektor fälschlich als waagerechte Spuren rekonstruiert.

Das Südpol-Experiment IceCube hat diesen Streifen am Horizont deshalb aus seiner Analyse gestrichen.

In einer halbjährigen Messreihe am Pico de Orizaba tauchten dort jedoch zwei Spuren auf, die ungewöhnlich hell waren und ausgerechnet in die am dicksten abgeschirmte Richtung zeigten. Erklärt wurden sie damals nicht.

Wie die beiden Physiker vorgegangen sind

León Vargas und Sandoval vom Instituto de Física der UNAM in Mexiko-Stadt haben sich diese beiden Ereignisse noch einmal vorgenommen, und zwar unter einer strengen Selbstbeschränkung.

Sie verwendeten ausschließlich Zahlen, die die HAWC-Kollaboration bereits publiziert hat, dazu das frei verfügbare Höhenmodell des mexikanischen Statistikamts, mit dem sie Sichtlinien vom Detektor aus durch den Vulkan verfolgten und nachmaßen, wie viel Fels in jeder Richtung tatsächlich im Weg steht.

Wichtig ist dabei die Reihenfolge der Veröffentlichungen. Wie hell ein Neutrino-Ereignis in den Wassertanks leuchten müsste, war schon Jahre vor der Messung vorhergesagt worden, und das Modell des Störuntergrunds erschien erst danach, sodass keine der drei Arbeiten auf die anderen zugeschnitten werden konnte.

Die neue Analyse selbst ist bislang ein Preprint, also bei einem Fachjournal eingereicht, aber noch von keinem unabhängigen Gutachter geprüft.

Warum das naheliegende Myon als Erklärung ausfällt

Die naheliegendste Erklärung für eine waagerechte Spur ist ein Myon aus der Atmosphäre, das in der Luft abgelenkt wurde und dadurch seitlich in den Detektor gerät.

Ein begutachtetes Untergrundmodell der HAWC-Kollaboration beschreibt diese Population, und es endet bei einer Myonenergie von hundert Gigaelektronenvolt. Der Grund dafür ist anschaulich, denn je mehr Schwung ein Teilchen hat, desto schwerer lässt es sich aus der Bahn drängen.

Ausgerechnet die energiereichen Myonen, die hell genug leuchten würden, schaffen es also gar nicht mehr in die waagerechte Richtung.

Die beiden Forscher drehten die Rechnung um und fragten nicht, wie hell ein Myon leuchten könnte, sondern wie viel Energie die zwei Spuren mindestens im Wasser hinterlassen haben.

Selbst wenn man jede einzelne Annahme so wählt, dass die Zahl möglichst klein ausfällt, bleibt mindestens das Doppelte jener Obergrenze übrig.

Der übliche Einwand, ein schwächeres Myon könne seine gesamte Energie auf einen Schlag in einem einzigen Tank verlieren, hält der Prüfung ebenfalls nicht stand, weil dann ein einziger greller Tank übrig bliebe und der Rest der Spur unauffällig wäre.

Die veröffentlichten Ereignisbilder zeigen das Gegenteil, denn beide Spuren leuchten über mehrere Tanks hinweg gleichmäßig kräftig.

Am deutlichsten wird das Rätsel an der Richtung. Aus dem japanischen Super-Kamiokande-Experiment weiß man, wie sich verirrte Myonen verhalten, denn dort häuften sie sich genau in den Himmelsrichtungen, in denen das umliegende Bergprofil am dünnsten ist.

Die beiden HAWC-Spuren tun das genaue Gegenteil und zeigen in die Zellen mit der dicksten Gesteinsschicht. Ein Störeffekt wird dort schwächer, ein Neutrinosignal nicht.

Wie hell die Spuren tatsächlich leuchteten

Gemessen an einem gewöhnlichen Myon, das senkrecht durch einen Wassertank fällt, leuchteten die beiden Spuren fast sechzigmal so hell, und selbst das hellste Myon, das die HAWC-Simulation überhaupt produziert, bleibt um ein Mehrfaches darunter.

So viel Licht entsteht nur, wenn ein Teilchen unterwegs Energie abstrahlt, statt bloß durchs Wasser zu rutschen, und das verlangt ein Teilchen von enormer Wucht.

Dieses Teilchen müsste dabei acht Kilometer Fels durchquert haben. Wer diese Strecke zu Fuß ginge, wäre zwei Stunden unterwegs, nur eben durch massives Gestein. Eines der beiden Ereignisse liegt so weit über allem, was der Berg durchlassen kann, dass die Autoren nüchtern festhalten: „kein Streuszenario reproduziert das“.

Was der Befund wert ist und was ihm fehlt

Die beiden Physiker bremsen die eigene Begeisterung selbst. Zwei Ereignisse sind wenig, die gemessene Rate liegt zwar über dem, was man von Neutrinos aus der Erdatmosphäre erwarten würde, aber so knapp, dass Teilchenphysiker das nicht einmal als Hinweis gelten lassen.

„Mit zwei Ereignissen bleibt eine statistische Fluktuation die wahrscheinlichste Erklärung“, schreiben León Vargas und Sandoval. Der eigentliche Wert der Arbeit liegt ohnehin im Verfahren, denn die Blickrichtung entlang des Horizonts, die IceCube aus seiner Auswertung werfen musste, wird hinter einem Berg zu einem brauchbaren Beobachtungsfenster.

Geplante Observatorien wie TAMBO in den peruanischen Anden bauen genau darauf.

Der Test ist erstaunlich preiswert. HAWC misst seit über zehn Jahren, und ein bereits ausgewerteter Datensatz von etwa der dreifachen Länge würde reichen.

Wäre der Überschuss echt, müssten dort mehrere weitere solcher Spuren stecken, war es Zufall, wäre keine einzige zu erwarten. Die Antwort liegt also längst auf einer Festplatte in Mexiko und wartet darauf, dass jemand nachschaut.

Falls dich dieser Gedanke genauso packt wie mich, gib den Text weiter an jemanden, der noch nie darüber nachgedacht hat, wozu ein Vulkan gut sein kann.

Meine Meinung dazu

Was mich an dieser Arbeit am meisten beeindruckt, ist ihre Selbstbeschränkung. Die beiden hätten interne Daten heranziehen können, und niemand hätte sich beschwert.

Stattdessen haben sie sich auf Zahlen begrenzt, die jeder nachprüfen kann, und damit eine Argumentation gebaut, die auch dann trägt, wenn man ihnen kein Wort glaubt.

Gelernt habe ich vor allem, dass ein Berg nicht nur eine Barriere ist, sondern ein Bauteil eines Messgeräts. Und mir gefällt, dass die Autoren die große Pointe, die ihnen offen stand, ausgerechnet nicht setzen, sondern die wahrscheinlichste Erklärung weiterhin Zufall nennen.

Hermes León Vargas, Andrés Sandoval (Instituto de Física, UNAM), Preprint bei Elsevier eingereicht, 2026; arXiv:2608.28951