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Neutrinooszillation: Neutrino-Wechsel-dich erstmals direkt beobachtet

Super-Kamiokande-NeutrinodetektorLaden...
Alles deutet darauf hin, dass japanische Forscher erstmals direkt die Verwandlung eines Myon-Neutrinos in ein Elektron-Neutrino beobachtet haben. Für dieses theoretisch vorhergesagte Phänomen, bei dem sich das so genannte "Flavour" (Myon-, Tau- und Elektronneutrino) der nahezu masselosen Teilchen spontan verändert, hatte es bislang nur indirekte Nachweise gegeben. Nun aber registrierten Wissenschaftler der T2K-Collaboration am Super-Kamiokande-Neutrinodetektor Elektron-Neutrinos, die als Myon-Neutrinos ausgesandt worden waren.

Um den Gestaltwandel der Myon-Neutrinos nachzuweisen, erzeugten die Forscher mit Hilfe des J-PARC-Beschleunigers in Tokai Abermilliarden Neutrinos dieses Flavours und schickten sie in Richtung des 259 Kilometer entfernten Super-Kamiokande-Detektors in Kamioka. Unter den anschließend dort aufgefangenen Teilchen befanden sich genau sechs Elektron-Neutrinos. Mit Hintergrundrauschen und Messfehlern wären im gleichen Zeitraum lediglich 1,5 Befunde zu erklären. Die Wahrscheinlichkeit, dass ihre Ergebnisse vollständig dem Zufall geschuldet sind, schätzen die Forscher auf 0,7 Prozent.

Allerdings haben die Forscher auf Grund des Erdbebens im März erst zwei Prozent der geplanten Daten erheben können. Dass trotz dieser knappen Datenlage bereits sechs Umwandlungsergebnisse beobachtet wurden, deuten die Forscher als Anzeichen dafür, dass die so genannte "Neutrinooszillation" häufig auftritt und sich verhältnismäßig leicht beobachten lässt.
Von einer Weiterführung des Experiments erhoffen sich Wissenschaftler daher nicht nur, ihre teilchenphysikalischen Theorien bestätigen zu können, sondern auch genaueren Aufschluss über die Geschichte des Universums zu erhalten: Wenn sich die Gestaltwandel-Eigenschaften von Neutrinos mit denen ihrer Antiteilchen vergleichen lassen, könnten sich Hinweise darauf ergeben, warum nach dem Urknall die gewöhnliche Materie über die Antimaterie dominierte.

Jan Dönges

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  • Quellen
Physical Review Letters, im Druck (Volltext)

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