Neutrinos mit Gewicht

Einblick in die Forschung der Nobelpreisträger McDonald und Kajita

06.10.2015 - Schweden

Um die Jahrtausendwende hat Takaaki Kajita die Entdeckung bekannt gegeben, dass Neutrinos aus der Atmosphäre auf dem Weg zum Super-Kamiokande Detektor zwischen zwei Identitäten wechseln können. Währendessen konnte eine Forschergruppe um Arthur B. McDonald in Kanada zeigen, dass Neutrinos aus der Sonne auf dem Weg zur Erde nicht verschwinden. Vielmehr wurden sie am Sundbury Neutrino Observatory mit einer anderen Identität eingefangen.

Ein Neutrino-Rätsel, das Physikern weltweit jahrzehntelang Kopfzerbrechen bereitete, wurde so gelöst. Verglichen mit der berechneten Anzahl an Neutrinos konnten bis zu zwei Drittel dieser Zahl auf der Erde nicht nachgewiesen werden. Durch die beiden Experimente wurde gezeigt, dass die Neutrinos nur ihre Identität gewechselt haben. Dies führte wiederum zu der weitreichenden Erkenntnis, dass Neutrinos eine, wenn auch sehr kleine, Masse besitzen müssen.

Für die Teilchenphysik war das eine historische Entdeckung. Das Standarmodel der innersten Zusammenhänge der Materie war bislang unglaublich erfolgreich und konnte alle experimentellen Anfechtungen zwanzig Jahre lang standhalten. Es setzt jedoch voraus, das Neutrinos masselose Teilchen sind. Somit erklärt das Standardmodel allein nicht die fundamentalen Bestandteile des Universums erklären.

Die mit dem diesjährigen Nobelpreis ausgezeichnete Forschung hat tiefe Einblicke in die sonst versteckte Welt der Neutrinos ermöglicht. Neben den Photonen sind Neutrinos im Universum am zahlreichsten vertreten, sie treffen andauernd auf die Erde.

Viele Neutrinos werden durch die Wechselwirkung von kosmischer Strahlung und der Erdatmosphäre, andere in den Sonnen gebildet. Unzählige Neutrinos durchströhmen jede Sekunde unsere Körper und fast nichts kann sie aufhalten. Sie sind die flüchtigsten Elementarteilchen dei die Natur hervorbringt.

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