Mithilfe des Opera-Exeriments Gran Sasso bei Rom konnte bewiesen werden, dass sich Myon-Neutrinos in Tau-Neutrino umwandeln können.
Genf/Rom – Neutrinos sind annähernd masselose Teilchen, die gleichsam in drei Geschmacksrichtungen daher kommen: muon, tau und electron. Auf der Reise durchs All können Neutrinos ihren Geschmack allerdings wechseln – soweit zumindest die bisherige Theorie. Teilchenphysiker sprechen dabei von der sogenannten Neutrino-Oszillation. Im Rahmen des Opera-Experiments haben nun internationale Wissenschafter diese Fähigkeit der Neutrinos auch auf der Erde beweisen. Insgesamt konnte sie die Neutrino-Oszillation zehn Mal nachweisen.
Die erste direkte Beobachtung einer Umwandlung eines Myon-Neutrinos in ein Tau-Neutrino war Antonio Ereditato von der Universität Bern und seinem Team bereits 2010 gelungen. Seither konnten die Forscher des Opera-Experiments, das von 2008 bis 2012 dauerte, insgesamt zehn solche Umwandlungen beobachten, wie sie im Fachjournal "Physical Review Letters" berichten.
Von Genf bis Gran Sasso
Zu diesem Zweck hatten die Physiker des Teilchenforschungsinstituts CERN von Genf aus Myon-Neutrinos nach Gran Sasso bei Rom geschossen. Mit Lichtgeschwindigkeit wurden die Elementarteilchen gut 700 Kilometer durch die Erde gejagt. Sie erreichten ihr Ziel, den Opera-Detektor in einem unterirdischen Labor, in wenigen Millisekunden. Neben unzähligen Myon-Neutrinos konnten die Forscher dort auch Tau-Neutrinos nachweisen.
Mit ihrer abschließenden Publikation veröffentlichten die am Opera-Experiment beteiligten Physiker von über 30 Forschungsinstituten auch sämtliche gesammelten Daten, wie das CERN am Dienstag mitteilte. Dies ermögliche es außenstehenden Wissenschaftern, weitere Fragestellungen zu erforschen.
Nobelpreis-Beobachtung
Für die Entdeckung der Neutrino-Oszillation waren der Japaner Takaaki Kajita und der Kanadier Arthur McDonald 2015 mit dem Physik-Nobelpreis geehrt worden. Sie hatten ein bisher geltendes Dogma der Teilchenphysik widerlegt, denn solche Oszillationen sind nur möglich, wenn Neutrinos eine Masse haben. Im Standardmodell der Teilchenphysik aber wurden die Teilchen bis dahin als masselos angenommen. (APA, red, 23.5.2018)