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Materie und Antimaterie: Riesenmaschine für die Neutrino-Jagd

Ein neues unterirdisches Experiment geht der Frage nach, warum wir aus Materie und nicht aus Antimaterie bestehen
Chasing Neutrinos

Veröffentlicht am: 02.12.2016

Laufzeit: 0:03:08

Sprache: englisch

Inside Science ist ein News-Angebot des gemeinnützigen American Institute of Physics.

Es ist ein eigenartiges Experiment, das derzeit am Fermilab bei Chicago entsteht. Ein Teilchenbeschleuniger wird dabei einen Teilchenstrahl in einen unterirdischen Tunnel schießen, der nach gut 200 Metern im Gestein endet. In Verlängerung dieses Strahls, in einer 1300 Kilometer entfernten ehemaligen Mine in South Dakota, stehen riesige Tanks mit verflüssigtem Gas. In ihnen sollen bestimmte Teilchen aus dem Strahl nachgewiesen werden: Neutrinos – jene "Geisterteilchen", die fast gar keine Wechselwirkung mit Materie eingehen und deshalb quer durch die Erde oder auch durch die Sonne fliegen können.

Mark Thomson von der Universität Cambridge ist Sprecher des Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), das in zehn Jahren beginnen soll. In dem hervorragend produzierten Video der US-amerikanischen Wissenschaftsseite "Inside Science", das unter anderem durch geschickte Wechsel zwischen Interviews und Animationen zu technischen Details besticht, erklärt Thomson in angenehmem Erzählton die Hintergründe des kuriosen Versuchs.

Neutrinos gibt es in insgesamt drei oder vielleicht sogar noch mehr Arten. Das Besondere an ihnen: Exemplare verschiedener Arten können sich ineinander umwandeln. Auf dem langen Weg zwischen dem Fermilab und der Mine in South Dakota werden einige Neutrinos genau das tun und dabei genaueren Aufschluss über ihre Wandlungsfähigkeit geben.

So hoffen die Forscher, neue Indizien für die Ursprünge der Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie zu finden. Denn bislang ist unklar, warum sich Materie in der Frühzeit des Universums gegen Antimaterie durchsetzte, obwohl sie in genau gleicher Menge vorhanden war. Zu erwarten wäre gewesen, dass jedes Materieteilchen beim Zusammentreffen mit je einem Antimaterieteilchen zerstrahlt, also als Energieblitz endet. Tatsächlich aber war die gegenseitige Vernichtung nicht vollständig, stattdessen blieben fast nur Materieteilchen übrig. Ein Grund dafür könnten die Verwandlungskünste von Neutrinos sein.

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