Millionen Lichtjahre von der Erde explodiert ein Stern. Die dabei entstehende Supernova setzt gewaltige Mengen Energie frei, und unzählige subatomare Partikel namens Neutrinos werden in alle Richtungen geschleudert. Eines von Ihnen verirrt sich nach mehreren Millionen Jahren in unser Sonnensystem und trifft auf die Erde. Genauer gesagt kollidiert es mit einem Atom in einem Kollektor, der unter dem Eis der Antarktis liegt. Das dabei entstehende Signal beweist nicht nur die Existenz des Neutrinos, sondern zeigt auch, woher es kam. Was nach einem unwichtigen Ereignis klingt, ist in Wirklichkeit eine kleine wissenschaftliche Sensation.


Erstmals wissenschaftlicher Nachweis kosmischer Neutrinos

Bestätigt wurde das Ereignis von der IceCube Collaboration in der Antarktis. Seit Jahren versuchen Astronomen weltweit zu beweisen, dass Neutrinos nicht nur in unserem Sonnensystem, sondern auch an anderen Orten im Universum entstehen und gewaltige Entfernungen überwinden können. Nun ist dieser Beweis gelungen.


Erste Hinweise auf die Existenz von kosmischen Neutrinos gab es im Jahr 2013, als zwei von ihnen vom IceCube Observatory entdeckt wurden. Die Forscher tauften die beiden Neutrinos auf die Namen Bert und Ernie – der endgültige Beweis, dass sie nicht aus unserem Sonnensystem stammten, gelang jedoch nicht. Also wurde der Detektor wieder aktiviert. Seit der Entdeckung von Bert und Ernie wurden 35.000 Neutrinos von den Forschern registriert. Einundzwanzig von ihnen hatten einen Energiegehalt, der hoch genug war, als dass sie von außerhalb unseres Sonnensystems stammen könnten. Möglicherweise sogar von außerhalb der Milchstraße. “It is sound confirmation that the discovery of cosmic neutrinos from beyond our galaxy is real”, erklärt Albrecht Karle, der als Professor für Astronomie bei der University of Wisconsin-Madison angestellt ist.

Schneller als das Licht durchs Eis

Neutrinos haben so gut wie keine Masse. Sie müssen also auf Umwegen nachgewiesen werden. Um dies zu bewerkstelligen, halten die Forscher Ausschau nach Myonen. Dabei handelt es sich um sekundäre Partikel, die entstehen, wenn ein Neutrino auf ein Atom trifft. Um diese Myonen nachzuweisen, benutzt das IceCube Observatory Tausende optische Sensoren unter dem Eis am Südpol. Dort können die Myonen entdeckt werden, da sie sich in Feststoffen schneller als das Licht bewegen. Dabei wird die Lichtgeschwindigkeit nicht gebrochen, die Forscher machen sich einfach nur die Tatsache zu Nutze, dass Licht abhängig vom Medium die Geschwindigkeit wechselt. Im Vakuum erreicht Licht seine Maximalgeschwindigkeit, aber in einem Medium wie Glas oder Eis ist es langsamer. Diese Limitierung betrifft die Myonen nicht, sodass sie in einem festen Medium wie Eis leicht nachgewiesen werden können, da sie bei seiner Durchquerung sogenannte Cherenkov-Strahlung freisetzen. Dabei handelt es sich eine Lichtwelle im Pfad der Myonen, ähnlich wie die Wellen, die ein Boot auf einer Wasseroberfläche produziert.

Die komischen Neutrinos sind deshalb so wichtig, weil sie auf exotische Events im Universum hindeuten. Sie werden sowohl durch Supernovae als auch in schwarzen Löchern oder bei der Entstehung von Neutrinos freigesetzt.

Cosmic neutrinos are the key to yet unexplored parts of our universe and might be able to finally reveal the origins of the highest energy cosmic rays,” said collaboration spokesperson Olga Botner of Uppsala University in Sweden in a statement. “The discovery of astrophysical neutrinos hints at the dawn of a new era in astronomy“, so Olga Botner vom der Universität Uppsala in Schweden.

via IFLScience

1 Kommentar

  1. Teri

    25. August 2015 at 14:11

    Das hört sich sehr spannend an. Da sollten sich jetzt doch die Wissenschaftler nochmals mit Teslas Forschung zu den Neutrinos und seiner Art der Energiegewinnung auseinander setzten. Vielleicht müssen wir doch nicht bis zum Mond um Helium 3 Abzubauen. Leider habe ich die Physik nie wirklich begriffen 😀

    Schöner Artikel, danke dafür.

    Grüße

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