Physik-Nobelpreis 2015 an Neutrinoforscher

Es gibt drei verschiedene Arten (Flavours) von Neutrinos: die Elektron-, die Myon- und die Tau-Neutrinos. Sie entstehen auf unterschiedliche Art und Weise. Manche stammen noch aus Zeiten des Big Bang, andere werden etwa bei der Explosion einer Supernova freigesetzt oder aber sind die Folge von Kernfusionsprozessen in der Sonne, durch kosmische Strahlung ausgelöste Kernreaktionen in der Atmosphäre oder Kernspaltungen in Reaktoren.

Die japanische Forschergruppe um Kajita konnte nachweisen, dass Neutrinos aus der Atmosphäre auf ihrem Weg zum Super-Kamiokande-Detektor in Japan ihre Identität wechseln können, dass heisst, dass Myon-Neutrinos sich in Tau-Neutrinos umwandeln. Währenddessen fand die kanadische Forschergruppe um MacDonald heraus, dass die Umwandlung der Neutrinos auch die Erklärung dafür ist, dass rund zwei Drittel aller Elektron-Neutrinos, die die Sonne verlassen, auf der Erde nicht als solche ankommen. Die Neutrinos auf dem Weg von der Sonne zum Sudbury Neutrino Observatory in Kanada verschwanden also nicht, sondern sie kamen dort mit einer anderen Identität an.

Für die physikalische Forschung bedeutet dies, dass Messungen die theoretische Voraussage von Bruno Pontecorvo bestätigt haben, der für eine mögliche Neutrino-Umwandlung (Neutrinooszillation) als Bedingung annahm, Neutrinos müssten eine Masse haben, während das Standardmodell der Teilchenphysik davon ausging, Neutrinos seien masselose Teilchen. Die Physiknobelpreisträger 2015 weisen demnach mehr als nur die Umwandlung dieser Teilchen nach. Ihre Entdeckungen beweisen auch, dass Neutrinos Ruhemasse haben, wenn auch eine sehr geringe.

McDonald nannte die Vergabe des Nobelpreises an ihn eine «überwältigende Erfahrung», sein Kollege Kajita meinte, es sei «ziemlich unfassbar».

Der Nobelpreis für Physik ist mit SEK 8 Mio. (CHF 940’000) dotiert. Die feierliche Überreichung der Auszeichnungen findet wie immer am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.