Neutrino-Massen-Durchbruch am Karlsruher Experiment
In einer bahnbrechenden Leistung hat das Karlsruher Tritium-Neutrino-Experiment (KATRIN) in Deutschland einen neuen Weltrekord aufgestellt, indem es die obere Grenze der Neutrinomasse verfeinert hat. Dieser Meilenstein, der durch die Zusammenarbeit von über zwanzig Forschungseinrichtungen aus sieben Ländern erreicht wurde, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Teilchenphysik dar.
Enthüllung der Geheimnisse von Neutrinos
Neutrinos, schwer fassbare Teilchen, die das Universum durchdringen, spielen eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung großräumiger galaktischer Strukturen. Ihre winzige, aber nicht verschwindende Masse dient als wichtiger Indikator für bisher unbekannte physikalische Prozesse. Die präzise Messung der Neutrinomasse ist essenziell, um die fundamentalen Naturgesetze zu verstehen und die Gesamtmasse des Universums zu bestimmen.
Das Experiment, das den Beta-Zerfall von Tritium, einem instabilen Wasserstoffisotop, nutzt, verwendet ein Spektrometer zur Messung der Neutrinomasse. Die neue Grenze liegt bei 0,45 Elektronenvolt und verbessert das Ergebnis von 2022 um 0,35 Elektronenvolt. "Die aktuelle obere Grenze hält KATRIN an der Spitze der Weltrangliste auf dem Gebiet der direkten Neutrinomassenmessung", erklärte Kathrin Valerius vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).
Beitrag tschechischer Wissenschaftler
Ein Team vom Institut für Kernphysik der Tschechischen Akademie der Wissenschaften hat wesentlich zum Experiment beigetragen. Ihr Hauptbeitrag war die Entwicklung einer gasförmigen Quelle monoenergetischer Elektronen, die auf dem radioaktiven Zerfall eines Krypton-Isotops basiert. Laut Drahoslav Vénos ist diese Quelle der Goldstandard für die Energiekalibrierung und ermöglicht entscheidende Korrekturen bei der Bestimmung der Neutrinomasse.
Die Suche nach der Bestimmung der Neutrinomasse beschäftigt Physiker seit dem frühen 20. Jahrhundert. Frühe Versuche im Jahr 1948 setzten die obere Grenze auf 5000 Elektronenvolt, ein Wert, der 11.000-mal höher ist als das aktuelle Ergebnis. Diese neue Messung stellt einen monumentalen Sprung in unserem Verständnis dieser fundamentalen Teilchen dar.