Cern: Teilchenbeschleuniger weist erste Neutrinos nach
Der Faser-Detektor am Large Hadron Collider (LHC) des Forschungszentrums Cern hat erstmals Beschleuniger-Neutrinos nachgewiesen(öffnet im neuen Fenster) . Faser (ForwArd Search ExpeRiment) ist einer der acht Detektoren am Cern, der beispielsweise genau solche kleinen Teilchen aufspüren soll.
In jeder Sekunde rasen Milliarden der Neutrino-Elementarteilchen durch unseren Körper, ohne dass wir dies merken. Neutrino-Elementarteilchen sind extrem leicht und haben so gut wie keine Wechselwirkung mit der umherliegenden Materie. Deswegen werden sie manchmal auch als Geisterteilchen bezeichnet. Sie entstehen in der Sonne und bei energiereichen kosmischen Ereignissen durch radioaktiven Zerfall.
Aus theoretischen Modellen geht hervor, dass bei den energiereichen Kollisionen im LHC und anderen Beschleunigern riesige Mengen an Neutrinos und Anti-Neutrinos aller drei Sorten entstehen müssten: Elektron-, Myon- und Tau-Neutrinos. Dabei besteht jede Neutrino-Generation aus dem Neutrino selbst und seinem Anti-Neutrino.
Faser ermöglicht die Entdeckung
Jedoch gab es bisher ein Problem. Die Detektoren haben eine Aussparung für das Strahlrohr, damit der Teilchenstrahl ungehindert passieren kann. "Dadurch sind diese Beschleuniger-Detektoren blind für den enormen Fluss der Hochenergie-Neutrinos, die das Strahlrohr entlangrasen" , heißt es am Cern. Anders beim Faser-Detektor: Dieser ist in einem Seitentunnel des Beschleunigerrings installiert, der in Verlängerung der Strahlachse hinter dem Atlas-Detektor liegt.
Die ausgewerteten Ergebnisse von Juli bis November 2022 zeigen nun, dass von den Milliarden Neutrinos, die in dieser Zeit durch den Faser-Detektor gerast sind, 153 Teilchen messbare Spuren hinterließen.
"Die von Faser entdeckten Neutrinos sind jedoch die energiereichsten, die jemals in einem Labor erzeugt wurden, und ähneln den Neutrinos, die man findet, wenn Teilchen aus dem Weltraum in unserer Atmosphäre sogenannte Teilchenschauer auslösen" , erklärt der Faser-Gruppenleiter Florian Bernlochner von der Universität Bonn(öffnet im neuen Fenster) . Damit ist es Physikern zum ersten Mal gelungen, energiereiche Neutrinos auch in einem Teilchenbeschleuniger nachzuweisen.