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Astronomie+Physik

Im Universum der Neutrinos

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Misst Neutrinos: Borexino Neutronendetektor. (Foto: Borexino Collaboration, Laboratori Nazionali del Gran Sasso)
Am kommenden Dienstag, dem 20. Januar, erscheint das neue Heft von bild der wissenschaft. Die Titelgeschichte, verfasst von Astronomie- und Physik-Redakteur Rüdiger Vaas sowie vom langjährigen bdw-Autor Frank Grotelüschen, befasst sich diesmal mit einem faszinierenden Thema: den Neutrinos. Sie durchdringen ungehindert fast alles – allein 66 Milliarden Neutrinos von der Sonne sausen pro Sekunde durch jeden Quadratzentimeter unserer Haut. Doch mit raffinierten Techniken können Wissenschaftler die fast lichtschnellen Geisterteilchen erhaschen. Die Physiker stoßen damit tief in die Geheimnisse des Universums vor – und des Erdinneren, wie bild der wissenschaft in seiner Februar-Ausgabe ausführlich berichtet. Neutrinos zeugen nämlich nicht nur von fernen Energiegewittern im Kosmos und von Kernfusionsprozessen im Zentrum der Sonne. Sie fliegen auch durch unseren Heimatplaneten und verraten, wie er aufgebaut ist. Vor allem aber versprechen sich die Physiker von den Neutrinos zu erfahren, warum es überhaupt Materie im Weltall gibt.

„Es erscheint paradox:  Astrophysiker, die ins Innere der Sonne oder in die Weiten des Weltraums spähen wollen, ziehen sich tief unter die Erde zurück oder versenken hochempfindliche Sensoren zweieinhalb Kilometer tief im Ewigen Eis am Südpol“, sagt Rüdiger Vaas. „Denn um mit technisch hochgezüchteten Detektoren die flüchtigen Signale der Neutrinos aus dem All zu erhaschen, muss die störende Kosmische Strahlung durch viele Kilometer Fels abgeschirmt werden.“

Diese gewaltigen experimentellen Anstrengungen haben nun Früchte getragen. So gelang es Astrophysikern erstmals, energiereiche Neutrinos aus fernen Regionen jenseits der Milchstraße aufzuspüren. Sie müssen von den brachialsten Prozessen im All stammen, beispielsweise aus der unmittelbaren Umgebung Schwarzer Löcher.

„Auch eine andere Höchstleistung ist den Wissenschaftlern jetzt gelungen“, sagt Vaas, der in seinem Buch „Tunnel durch Raum und Zeit“ auch über überlichtschnelle Neutrinos durch fremde Dimensionen spekuliert hat. In einem seiner Artikel zum Neutrino-Titelthema in bdw berichtet er nun über die Messungen des Borexino-Detektors in Italien. Dieser wies jetzt erstmals die niederenergetischen Neutrinos nach, die aus dem Hauptprozess der solaren Kernfusion stammen, bei dem 99 Prozent der Sonnenenergie entstehen – und auch 90 Prozent der Energie aller Sterne in der Milchstraße. „Die Daten zeigen, dass die Sonne vor 100 000 Jahren genauso viel Energie erzeugte wie heute. Denn das Licht, das wir jetzt von ihr sehen, wurde im Sonnenzentrum schon damals erzeugt und musste sich erst langsam an die Oberfläche kämpfen, während die Neutrinos sofort ins All entweichen.“

In der Titelgeschichte der aktuellen Ausgabe von bild der wissenschaft berichtet Frank Grotelüschen außerdem über den aktuellen Forschungsstand der Neutrinos in der Teilchenphysik. Der Hamburger Wissenschaftsjournalist hat für bdw das tiefste Untergrundlabor der Welt besucht: Jinping in der chinesischen Provinz Suchan, wo die Neutrino-
Forschung bald alle bisherigen Rekorde schlagen soll. Außerdem war Grotelüschen beim Borexino-Detektor. Dieser hat nicht nur Sonnenneutrinos gemessen, sondern nun auch welche aus dem Erdinneren. „Geoneutrinos entstehen durch den radioaktiven Zerfall von Uran und Thorium“, sagt Grotelüschen. „Sie helfen jetzt dabei, den Aufbau der Erde besser zu verstehen und sollen Geowissenschaftlern verraten, was das Innere unseres Planeten aufheizt.“
Lassen Sie sich also die Titelgeschichte im Februarheft von bild der wissenschaft nicht entgehen. Wir versprechen Ihnen eine spannende Lektüre!

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