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Teilchenphysik: Wo verstecken sich sterile Neutrinos?

Gibt es noch einen vierten Neutrino-Flavour, wie theoretisch vorhergesagt? Die Suche nach sterilen Neutrinos muss sich wohl anderen Gebieten zuwenden.
Atom

Neutrinos treten in mindestens drei Arten oder "Flavours" auf, doch sollen es theoretisch auch noch mehr sein: das sterile Neutrino gilt als heißer Kandidat, der den Teilchenzoo vergrößern könnte. Und Unstimmigkeiten zwischen Beobachtungen von Galaxienhaufen und Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung deuten darauf hin, dass sie wahrhaftig existieren. Nur: Bislang ließen sie sich noch mit keinem Detektor dingfest machen – und auch der neueste Versuch der Daya Bay Collaboration in der Nähe von Hongkong erbrachte nun keinen Hinweis auf die schwer fassbaren sterilen Neutrinos, die von den fundamentalen Kräften des Standardmodells nur der Gravitation unterworfen sind.

Die Daya Bay Collaboration suchte daher nach Belegen, dass sich die sterilen Neutrinos mit den bekannten Elektron-, Myon- und Tau-Neutrinos mischen. Sollte das "Geisterteilchen" wie die anderen Flavours in unterschiedlichen Massen vorliegen, so müssten sich diese Typen immer wieder auch zu sterilen Neutrinos umwandeln, was zu einer verringerten Zahl an bekannten Neutrinos in den Detektoren führen würde – für die Physiker ein indirekter Nachweis. Dieses Verfahren setzen die Forscher in der chinesischen Anlage bereits ein, um Oszillationen der bekannten Flavours zu messen, während diese den Raum durchqueren. Die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich umwandeln, hängt dabei vor allem von einem spezifischen Mischungswinkel ab. Bereits 2012 hatten die Daya-Bay-Physiker herausgefunden, dass dieser Mischungswinkel vergleichsweise groß ist. Nun erweiterten sie ihn noch weiter, ohne dabei auf sterile Neutrinos zu stoßen. Über einen großen Massenbereich hinweg zeigen sich die Geisterteilchen also nicht, was nach Ansicht der Kollaboration die bisherigen Theorien stützt, dass nur drei Flavours existieren. Oder der sterile Typ versteckt sich doch noch außerhalb der bisher untersuchten Massenspektren.

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