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Titelthema: Teilchenphysik: Neutrinojagd am Ende der Welt

Mit dem IceCube-Experiment am Südpol haben Forscher Dutzende der flüchtigen Elementar­teilchen eingefangen, die zuvor das halbe Universum durchquerten. Die Boten aus den Tiefen des Alls sollen dazu beitragen, noch ungelöste kosmische Rätsel zu entschlüsseln.
Mitten im antarktischen Eis sucht der Detektor IceCube nach rätselhaften Teilchen aus dem All.

Seit 2010 steht am Südpol eines der ambitioniertesten Experimente der Physik: Tief eingelassen in das antarktische Eis, fängt dort der Teilchendetektor IceCube flüchtige, hochenergetische Neutrinos aus dem Weltall ein. Auf diese Weise wollen wir ferne kosmische Phäno­mene untersuchen – insbesondere jene rätselhaften, energie­reichen Vorgänge, die vermutlich die so genannte kosmische Strahlung erzeugen.

Neutrinos hinterlassen nur sehr selten Spuren im Ice­Cube-Detektor. Ihre Masse ist verschwindend gering, und sie besitzen keine elektrische Ladung. Deshalb treten sie kaum mit Materie in Wechselwirkung und bewegen sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit. Die meisten Neutrinos aus dem All sausen geradewegs durch unseren Planeten hindurch. So waren mein Team und ich auch nicht überrascht, dass die Detektoren während der ersten Jahre der Messungen nichts Ungewöhnliches aufzeichneten. Das änderte sich jedoch 2012.

Eines Tages leuchtete plötzlich während einer Teambesprechung unser Bildschirm auf und zeigte in den Daten Signaturen, wie wir sie nie zuvor gesehen hatten: Sie deuteten auf zwei Neutrinos hin, und zwar mit mehr als der 1000-fachen Energie des energiereichsten Neutrinos, das jemals in einem irdischen Beschleuniger produziert worden war. Im Vergleich zu jenen Neutrinos, die uns stetig von der Sonne erreichen, waren sie sogar fast um das Milliardenfache energiereicher. …

Mai 2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Mai 2016

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