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Physik: Die Vermessung der Leichtigkeit

Neutrinos sind die leichtesten bekannten Elementarteilchen. Nun gibt ein Karlsruher Experiment Aufschluss über ihre Masse.

In manchen Situationen wirken selbst Quarks ziemlich schwer. Die Grundbausteine von Atomkernen bringen höchstens 10-30 Kilogramm auf die Waage, das Billiardstel eines billiardstel Kilogramms. Doch vergleicht man sie mit Neutrinos, den mysteriösesten unter den bekannten Elementarteilchen, wirken Quarks so, als hätten sie ein Gewichtsproblem. Denn nach allem, was Physiker bisher wissen, sind Neutrinos nochmals millionenfach leichter.

Doch wie schwer sind sie genau? Die Sonne und andere Strahlungsquellen im Weltall stoßen die Teilchen zwar in gigantischer Anzahl aus; durch jeden Quadratzentimeter auf der Erde flitzen zu jeder Sekunde zig Milliarden Neutrinos. Die beinahe lichtschnellen Teilchen interagieren aber fast nicht mit gewöhnlicher Materie und fliegen einfach so hindurch – man kann sie also nicht einfach einfangen und auf eine Waage legen …

März 2020

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft März 2020

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  • Quellen

Aker, M. et al. (KATRIN Collaboration): Improved upper limit on the neutrino mass from a direct kinematic method by KATRIN. Physical Review Letters 123, 221802, 2019

Loureiro, A. et al.: Upper bound of neutrino masses from combined cosmological observations and particle physics experiments. Physical Review Letters 123, 081301, 2019