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Physik: Keine Spur vom neutrinolosen Doppel-Betazerfall

Nach zwei Jahren Laufzeit haben die Physiker des internationalen Experiments Exo-200 (Enriched Xenon Observatory-200) eine erste Bilanz vorgelegt. Demnach haben sie keine statistisch bedeutsamen Hinweise darauf gefunden, dass es den so genannten neutrinolosen Doppel-Betazerfall gibt. Bei diesem hypothetischen Ereignis zerfallen in einem Atomkern zwei Neutronen in zwei Protonen, wobei Elektronen, aber keine (Anti-)Neutrinos freigesetzt werden.

Möglich wäre das nur, falls das Neutrino sein eigenes Antiteilchen darstellt. Denn normalerweise wird beim Betazerfall eines Neutrons sowohl ein Elektron als auch ein Antineutrino frei. Wäre das Neutrino aber sein eigenes Antiteilchen, dann könnte das beim ersten Betazerfall freiwerdende Antineutrino im zweiten Betazerfall als Neutrino absorbiert werden und mit dem dort entstehenden Antineutrino zerstrahlen.

Gelänge es, ein solches Ereignis nachzuweisen, wäre das ein Hinweis auf eine Physik jenseits des derzeit gültigen Standardmodells. Immerhin können die Forscher mit dem jetzt vorgelegten Ergebnis die Halbwertszeit dieses Zerfallsprozesses eingrenzen, falls er denn stattfindet. Sie müsste den Daten zufolge mindestens 1025 Jahre betragen, rund eine Million Milliarde Mal so viel wie das Alter des Universums. Das Ergebnis bestätigt Arbeiten einer anderen Forschergruppe, die im Rahmen des Experiments Gerda (Germanium Detector Array) ebenfalls keine bedeutsamen Hinweise auf den neutrinolosen Doppel-Betazerfall gefunden hat.

August 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft August 2014

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  • Quelle

The EXO-200 Collaboration: Search for Majorana Neutrinos with the First Two Years of EXO-200 Data. In: Nature 510, S. 229 - 234, 2014