News | 23.09.2011 | Drucken | Teilen

Teilchenphysik

Sind Neutrinos schneller als Licht?

Neutrino- Elektronbegegnung in der Gargamellen- Blasenkammer
Teilchenphysiker vom OPERA-Experiment (Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus) haben Neutrinos gemessen, die sich offenbar schneller als Licht fortbewegten. Sollten die Ergebnisse in weiteren unabhängigen Messungen bestätigt werden, so widerspräche dies der Speziellen Relativitätstheorie Einsteins, was Änderungen der grundlegendsten physikalischen Gesetze zur Folge nötig machen würde.

Neutrinos sind ungeladene Elementarteilchen mit sehr geringer Masse, die kaum mit der Materie wechselwirken, die sie durchdringen. Daher kann man sie nur schwer detektieren. Das OPERA-Experiment ist genau dafür gebaut und besteht aus einem unterirdischen Detektor im Grand Sasso-Gebirgsmassiv in der Nähe von Rom. Er vermisst Neutrinos, die in einem Teilchenbeschleuniger 730 Kilometer weit entfernt am CERN bei Genf erzeugt werden. Teilchenphysiker untersuchen mit OPERA vor allem die Neutrino-Oszillation –  der Wechsel der Elemtarteilchen zwischen ihren drei möglichen Zuständen Myon- , Tau- und Elektronneutrino.

Zu den Untersuchungen gehört auch die möglichst exakte Bestimmung der Geschwindigkeit dieser Teilchen. Dazu steht OPERA seit einigen Jahren eine neue, auf GPS und Atomuhren basierende Technologie zur Verfügung, die extrem genaue Aufzeichnungen ermöglicht. Innerhalb der letzten drei Jahre konnten die Forscher damit über 16 000 Neutrinos messen, die den Weg 60 Nanosekunden schneller als Licht zurücklegten. Dieses Ergebnis beruht auf den Messungen der Strecke mit einer Genauigkeit von 20 Zentimetern, sowie der Flugzeit mit einer Genauigkeit von 10 Nanosekunden.

Sofern die Resultate nicht durch Messfehler verfälscht wurden, hätten sie weitreichende Folgen für die Grundlagen der Physik. Aus Einsteins Spezieller Relativitätstheorie folgt, dass massereiche Teilchen sich nicht schneller als Licht fortbewegen können. Dieses fundamentale Gesetz wurde in den vergangenen Jahrzehnten immer wieder experimentell bestätigt. Den Forschern ist ihr Ergebnis daher vorerst offenbar eher peinlich –  keinesfalls sehen sie selbst die Relativitätstheorie als widerlegt an: "Wir mussten uns nun aber zu unseren Resultaten äußern – sie unter den Teppich zu kehren, wäre nicht redlich", sagte Antonio Ereditato, der Leiter des Experiments. Die Ergebnisse müssen nun in weiteren unabhängigen Experimenten bestätigt werden, um sorgfältig jegliche Messfehler auszuschließen. (bw)
© Spektrum.de
Neutrino- Elektronbegegnung in der Gargamellen- Blasenkammer

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