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Welt der Wissenschaft: ASTROPHYSIK: Astrophysik mit Neutrinos

Nachdem mit der Entdeckung der Neutrino-Oszillationen das Rätsel der fehlenden solaren Neutrinos geklärt wurde, dienen die Neutrino-Experimente nun der Erforschung der Sonne. Die spektrale Auflösung moderner Detektoren ermöglicht immer detailliertere Rückschlüsse auf die im Sonneninneren herrschenden Bedingungen.
Die DetektorkugelLaden...
Im ersten Teil dieses Beitrags haben wir das für lange Zeit ungelöste Rätsel der solaren Neutrinos dargestellt und gezeigt, wie alle experimentellen Ergebnisse eine astrophysikalische, also eine auf die Fusionsprozesse im Innersten der Sonne bezogene Lösung ausschließen (siehe SuW 2/2010, S. 30). Demnach ist des Neutrinorätsels Lösung in den intrinsischen Eigenschaften der Neutrinos selbst zu suchen, und mit diesen wollen wir uns nun befassen.Wir kennen in der Natur drei verschiedene Arten von Neutrinos: das Elektron-Neutrino, das Myon-Neutrino und das Tauon-Neutrino. Sie sind jeweils mit den entsprechenden geladenen Leptonen Elektron (e–), Myon (μ–) und Tauon (t–) assoziiert. Die Kernreaktionen in der Sonne produzieren nur Elektron-Neutrinos, und die bisher durchgeführten radiochemischen Experimente sind ausschließlich für Neutrinos dieser Art empfindlich. Denn ein Myon- oder Tauon-Neutrino kann die im ersten Teil dieses Artikels beschriebenen Nachweisreaktionen an Chlor- oder Gallium-Kernen nicht auslösen, weil ihre Energie nicht ausreicht, um die wesentlich massereicheren Leptonen μ– und t– zu produzieren. Wenn sich nun ein Teil der in der Sonne erzeugten Elektron-Neutrinos auf dem Weg zur Erde in Neutrinos einer anderen Art umwandelt, dann ergibt sich radiochemisch gemessen eine kleinere Rate als jene, die ohne diesen Effekt zu erwarten wäre. Damit ließe sich also der radiochemische Befund erklären.
März 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum März 2010

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