Wissenschaft einfach gemacht: Was sind Neutrinos.

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Das Neutrino ist vielleicht das Teilchen mit dem besten Namen im Standardmodell der Teilchenphysik: Es ist winzig, neutral und wiegt so wenig, dass noch niemand seine Masse messen konnte. Neutrinos sind die am häufigsten vorkommenden Teilchen mit Masse im Universum. Jedes Mal, wenn Atomkerne zusammenkommen (wie in der Sonne) oder auseinander brechen (wie in einem Kernreaktor), erzeugen sie Neutrinos. Sogar eine Banane sendet Neutrinos aus – sie stammen von der natürlichen Radioaktivität des Kaliums in der Frucht.

Einmal erzeugt, treten diese Geisterteilchen fast nie mit anderer Materie in Wechselwirkung. Dutzende Billionen von Neutrinos aus der Sonne strömen jede Sekunde durch Ihren Körper, aber Sie können sie nicht spüren.

Theoretiker haben die Existenz des Neutrinos 1930 vorhergesagt, aber die Experimentatoren brauchten 26 Jahre, um das Teilchen zu entdecken. Heute versuchen Wissenschaftler, die Masse des Neutrinos zu bestimmen, wie es mit der Materie wechselwirkt und ob das Neutrino sein eigenes Antiteilchen ist (ein Teilchen mit gleicher Masse, aber entgegengesetzten elektrischen oder magnetischen Eigenschaften) oder nicht. Einige Wissenschaftler glauben, dass die Neutrinos der Grund dafür sein könnten, dass die gesamte Antimaterie (die Antiteilchen aller Materie) nach dem Urknall verschwunden ist und uns in einem Universum aus Materie zurücklässt.

Neutrino-Fakten
Für das andere Materieteilchen, mit dem sie wechselwirken, nannten die Wissenschaftler die drei Arten von Neutrinos, die sie bisher entdeckt haben: das Elektron-Neutrino, das Myon-Neutrino und das Tau-Neutrino.
Neutrinos wechseln auf ihrer Reise zwischen den Typen, was die Wissenschaftler Neutrinooszillation nennen.
Büro für Wissenschaft des DOE: Beiträge zur Neutrinowissenschaft

Die Unterstützung der Neutrinowissenschaft durch das Energieministerium hat zu vielen überraschenden Entdeckungen – und Nobelpreisgewinnen – geführt. Die heutigen Investitionen setzen dieses Vermächtnis durch Experimente und in den USA angesiedelte internationale Einrichtungen fort. Zum Beispiel zielt das KATRIN-Experiment darauf ab, die Neutrinomasse direkt zu messen. Andere Experimente, darunter PROSPECT und das Fermilab Short-Baseline-Neutrino-Programm, verwenden Neutrinos aus Reaktoren und Beschleunigern, um nach unbekannten Neutrinotypen zu suchen, die über die drei bisher von Wissenschaftlern entdeckten hinausgehen. Wissenschaftler nutzen das MAJORANA-Demonstrator-Experiment tief unter der Erdoberfläche, um festzustellen, ob Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen sind oder nicht. Noch andere Neutrino-Experimente, darunter NOvA und das bevorstehende internationale Deep Underground Neutrino Experiment, untersuchen ein Phänomen namens “Neutrinooszillation”, bei dem untersucht wird, wie sich die Masse zwischen verschiedenen Arten von Neutrinos unterscheidet.

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