Neutrinos - Geheimschrift des Kosmos (2/3)

http://facebook.com/WissensMagazin ... "Neutrinos - Geheimschrift des Kosmos" (Teil 2/3), ein Vortrag von Christian Spiering (DESY) in der Urania Berlin (April 2010).

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Christian Spierings Forschungsgebiet ist die Astroteilchenphysik, das Grenzgebiet zwischen Teilchenphysik, Astrophysik und Kosmologie. Seit den 1980er Jahren arbeitet er auf dem Gebiet der Neutrinoastronomie. Hier wird erklärt, was Neutrinos und Neutrinoastronomie sind. Mithilfe von Neutrinos möchte Spiering und seine Kollegen herausfinden, wo genau im Universum die höchstenergetischen kosmischen Strahlen erzeugt werden und wie die kosmischen Teilchenbeschleuniger funktionieren. Mit Neutrinoteleskopen suchen sie auch nach Kandidaten für die Dunkle Materie und nach anderen exotischen Teilchen wie zum Beispiel magnetischen Monopolen. Erforscht werden außerdem Phänomene der Teilchenphysik wie etwa Neutrino-Oszillationen.

Am Anfang der Arbeiten der Astroteilchengruppe des DESY in Zeuthen stand das Pionierexperiment auf diesem Gebiet, das Baikal Neutrinoprojekt. Seit den 1990er Jahren liegt das Schwergewicht der Forschungsarbeiten am Südpol, wo im Rahmen einer großen internationalen Kollaboration das Neutrinoteleskop AMANDA betrieben und gegenwärtig das dreißig Mal so große Nachfolgeprojekt IceCube aufgebaut wird.

• Christian Spiering: http://www-zeuthen.desy.de/~csspier/
• DESY-Astroteilchengruppe: http://nuastro-zeuthen.desy.de/
• Neutrinojagd im tiefsten See der Welt (PDF): http://www-zeuthen.desy.de/~csspier/www/buecher/Humboldts-Erben.pdf
• IceCube - Neutrinojagd am Südpol (PDF): http://www-zeuthen.desy.de/~csspier/www/buecher/SdW-2007.pdf
• IceCube Project (engl.): http://icecube.wisc.edu/
• Baikal Neutrino Telescope (engl.): http://baikalweb.jinr.ru/

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Neutrinos - unsichtbare Himmelsboten (von Christian Spiering)

Neutrinos sind elektrisch neutrale Elementarteilchen -- die erstaunlichsten und befremdlichsten Vertreter des Teilchenzoos. Ihre bemerkenswerteste Eigenschaft besteht in der geringen Neigung, mit ihrer Umgebung in irgendeine Wechselwirkung zu treten. Aufgrund dieser Eigenschaft können sie riesige Materieschichten ohne einen Zusammenstoß durchdringen. Von den 60 Milliarden Sonnenneutrinos pro Quadratzentimeter und Sekunde etwa, die von der Sonne kommend auf die Erdoberfläche treffen und dann die Erde durchqueren, stoßen im Mittel kaum ein Dutzend mit einem Atom des Erdinnern zusammen.

Inzwischen wissen wir, dass es drei Neutrino-Sorten gibt: Elektron-Neutrino (νe), Myon-Neutrino (νμ) und Tau-Neutrino (ντ ), die den geladenen Schwesterteilchen Elektron, Myon bzw. Tau zugeordnet sind. Neutrinos spüren weder die starke Kraft, die Protonen und Neutronen in Atomkernen zusammenschweißt, noch die elektromagnetische Kraft. Wenn man einmal von der Schwerkraft absieht, unterliegen sie nur der sog. schwachen Kraft, die u.a. für den radioaktiven Beta-Zerfall zuständig ist, und genau deshalb reagieren sie auch so selten. In direkten Messungen der Neutrino-Massen zeigte sich bisher kein Hinweis auf eine Ruhemasse. Allerdings verdichten sich die Hinweise darauf, dass die verschiedenen Neutrinotypen sich ineinander umwandeln können. Solche "Neutrino-Oszillationen" aber sind nur für massive Neutrinos möglich, deren Massen sich zudem voneinander unterscheiden. Die Experimente legen Massendifferenzen von weit unter einem Zehntel Elektronenvolt nahe.

Was macht das Neutrino so interessant für die Astronomie? Was soll uns ein Teilchen nützen, das nur sporadisch mit irgend etwas in Wechselwirkung tritt? Paradoxerweise ist es gerade die zuletzt erwähnte Eigenschaft, mit der sich das Neutrino als kosmischer Bote empfiehlt. Teilchen, die kaum aufspürbar sind, können nämlich fast ungehindert auch die dicksten Materieschichten durchdringen. Sie erreichen uns von Regionen des Kosmos, aus denen nie ein Lichtstrahl zu uns dringen kann. Sie können uns Kunde vom Innern der Sonne geben, von dort, wo die Kernreaktionen ablaufen, aus denen unser Zentralgestirn seine Energie bezieht. Sie fliegen tausende Lichtjahre durch das kompakte Zentrum unserer Galaxis hindurch. Und sie entweichen sogar aus dem Innern von sogenannten aktiven Galaxien, denjenigen Orten im Universum, an denen es zu den gewaltigsten Energieausbrüchen kommt, die es überhaupt geben mag. Neutrinos sind also ideale kosmische Boten aus Regionen, die uns mittels Licht nicht zugänglich sind.

• Weiterlesen: http://www-zeuthen.desy.de/~csspier/www/buecher/Unsichtbare-Himmelsboten.pdf
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Science & Technology

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[youareatube8]

seit wann sagt man 3 grad kelvin?!?

ich dachte das heißt immer 3 kelvin...naja, ich will mal nicht penibel sein^^

[MrWasserboy]

Also 0°Kelvin=-273°celsius

[xparade0de]

bisher schöner Vortrag, aber:

7:48 ich war gerade einkaufen - ich gucke gleich mal ob keine Löcher in meiner Jacke sind ;) selbst mit manchen mini Laser kann man da Löchern reinbrennen, aber mit LHC nicht und das soll ich glauben ?

9:47 10 Mio. * LHC - die Aussage schließt nicht aus, das LHC´s Energie

ausreicht um ein schwarzes Loch zu generieren :(

[Freakschwimmer]

0:20, falsch! 15 Millionen K, nicht 15 Milliarden K. Das sagt er im Ersten Teil auch noch richtig ^^

[einrealist]

@youareatube8 Und warum sagt man dann "3 Grad Celsius" und nicht "3 Celsius"? ;)

[CornFlaix]

@Ainosky Photonen werden nicht von der Gravitation angezogen, sondern:

Die Gravitation "krümmt" den Raum und somit auch das Medium, durch welches das Licht sich bewegen muss. Dadurch muss sich das Licht auf gekrümmten Bahnen fortbewegen. Neutrinos verfolgen wohl ähnliche Bahnen wie das Licht, auch ist die Gravitationskraft, obwohl sie eine Masse haben, vernachlässigbar gering (eben aufgrund der so winzigen Masse).

[bobmi89]

@MrWasserboy 273,15 ;)

[Ainosky]

Also, die Neutrinos haben die Masse und interreagiren mit Materie kaum, die Photonen haben keine Masse, werden aber von Gravitation angezogen. Wie das denn? Ist das nicht ein Hinweis, dass die Photonen womöglich auch eine Masse haben?

[reservoitdoc]

Neutrinos sind nur mit Rückenwind schneller...lol...

[Stanley6296]

@haifisch14

Ja, dass Neutrinos evtl. ein bisschen schneller sind als Licht (-;

[44STYLE187]

@youareatube8

Früher lautete der Einheitenname Grad Kelvin, du kannst niemandem etwas vorwerfen. 

[spirta1000]

komisch;

viele geben hier kommentare ab

obwohl sie sich nicht "so" sicher zu sein scheinen!!