Neutrinos aus den Tiefen des Alls

Bereits im April 2013 meldete die Kollaboration des IceCube-Projekts, zwei Neutrino-Ereignisse mit noch nie beobachteter Energie detektiert zu haben. Die Forscher schätzten, dass die zwei beobachteten Neutrinos eine Energie zwischen 1,04 und 1,14 PeV (10¹⁵ eV) hatten. Das ist rund 100 Mal energiereicher als ein Proton im derzeit weltstärksten Teilchenbeschleuniger, dem Large Hadron Collider (LHC) in Genf, oder 10 Mrd. Mal energiereicher als ein typisches Sonnenneutrino. Die von den Forschern «Ernie» und «Bert» getauften Ereignisse sind nun offiziell bestätigt und der Bericht der Wissenschafter ist in der Fachzeitschrift «Physical Review Letters» erschienen.

Ein Grossteil der Neutrinos, die auf die Erde treffen, stammt von der Sonne oder entsteht bei Wechselwirkungen zwischen kosmischen Strahlen und Atomen der Erdatmosphäre. Weisen Neutrinos eine Energie im PeV-Bereich auf, so wird deren Herkunft von ausserhalb unseres Sonnensystems – aus unserer Galaxie oder von noch entfernteren Orten des Universums – vermutet. Die Wahrscheinlichkeit, dass die beiden Ereignisse doch nur der Erdatmosphäre entstammen, geben die Forscher mit 0,29% an. Demnach liege das Vertrauensintervall bei einer Standardabweichung von 2,8 Sigma und es wäre somit noch verfrüht, bereits von einer Entdeckung sogenannt astrophysikalischer Neutrinos zu sprechen. Ein Teilchen gilt in der Physik erst ab einem Vertrauensintervall von mindestens 5 Sigma als entdeckt.

Detektor im Eis

IceCube ist der zurzeit weltweit grösste Neutrinodetektor. 5160 lichtempfindliche Module zeichnen in einer Tiefe zwischen 1450 und 2450 m unter der Eisoberfläche in absoluter Dunkelheit Lichtblitze auf. Die Wissenschafter können so einen Bereich von rund einem Kubikkilometer überwachen. Das Eis an der Messstelle beim Südpol ist sehr rein und stabil und fliesst mit rund 10 m pro Jahr.