Neutrinos

Die Eigenschaften von Neutrinos sind selbst für Elementarteilchen extrem: Sie sind nahezu masselos – wiegen mindestens eine Million Mal weniger als ein Elektron – und treten kaum mit anderen Teilchen in Wechselwirkung. Tatsächlich können sie teils über Lichtjahre hinweg durch Materie fliegen, ohne dabei jemals mit einem Atom zusammenzustoßen. Aufgrund dieser Eigenschaft sind riesige Detektoren vonnöten, um Neutrinos nachzuweisen.

Vorhergesagt wurden Neutrinos bereits in den 1930er-Jahren, der experimentelle Nachweis gelang 1956 nahe einem amerikanischen Atomkraftwerk. Denn die geisterhaften Teilchen entstehen unter anderem in radioaktiven Zerfällen von Atomkernen. Die meisten Neutrinos, die die Erde erreichen, stammen allerdings von unserer Sonne. Denn auch in Fusionsreaktionen im Inneren von Sternen werden Neutrinos erzeugt. Auch ferne Sternexplosionen oder aktive Galaxienkerne sind mögliche Quellen. Da die elektrisch neutralen Elementarteilchen fast ungehindert durch alle Materie dringen, können sie Informationen über viele sonst kaum zugängliche Prozesse liefern.

Aktuell konzentriert sich die Forschung unter anderem darauf, die Masse von Neutrinos weiter einzugrenzen. Im Jahr 2018 ging dafür mit KATRIN – dem KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment – die weltweit genaueste Waage für Neutrinos in Betrieb. Im Fokus stehen aber auch hochenergetische Neutrinos aus den Tiefen des Weltalls. Mit Detektoren wie IceCube am Südpol wollen Physikerinnen und Physiker die astrophysikalischen Quellen für diese Teilchen aufspüren – und damit einen Blick auf das Universum jenseits elektromagnetischer Strahlung eröffnen.