Durchbruch in der Teilchenphysik: Winziger Detektor fängt „Geisterpartikel“

Ein bahnbrechendes Experiment am Kernkraftwerk Leibstadt in der Schweiz hat erstmals erfolgreich die schwer fassbaren Neutrinos mit einem überraschend kleinen Detektor nachgewiesen. Diese Entdeckung markiert einen wichtigen Meilenstein in der Teilchenphysik.

Was sind Neutrinos? Stellen Sie sich Neutrinos als winzige „Geisterpartikel“ vor, die praktisch alles durchdringen können. In jeder Sekunde durchqueren Milliarden dieser Teilchen jeden Quadratzentimeter der Erde – sogar unseren eigenen Körper! Sie sind so schwer nachweisbar, dass Wissenschaftler bisher riesige Detektoren brauchten, um sie aufzuspüren.

Das CONUS+ Experiment: Klein aber oho Das Besondere am CONUS+ Experiment ist seine kompakte Größe. Mit einem Detektor, der nicht größer als eine Lunchbox ist und nur 3 Kilogramm wiegt, gelang den Forschern am Max-Planck-Institut, was zuvor nur mit gewaltigen Anlagen möglich war. Der Detektor wurde in 20,7 Metern Entfernung vom Reaktorkern platziert, wo er von mehr als 10 Billionen Neutrinos pro Sekunde durchströmt wird.

Wie funktioniert der Nachweis? Der Detektor nutzt einen cleveren Trick: Er beobachtet, wie Neutrinos mit ganzen Atomkernen zusammenstoßen – ein Prozess namens „Kohärente elastische Neutrino-Kern-Streuung“ (CEvNS). Man kann sich das wie einen Tischtennisball vorstellen, der gegen ein Auto prallt – die Bewegung ist minimal, aber messbar.

Bedeutung für die Wissenschaft Diese Entdeckung ist für das Standardmodell der Teilchenphysik von großer Bedeutung. Sie bestätigt nicht nur theoretische Vorhersagen aus dem Jahr 1974, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten für die Erforschung fundamentaler physikalischer Prozesse. Die kompakte Größe des Detektors macht ihn besonders interessant für praktische Anwendungen, wie etwa die Überwachung von Reaktoren.

Die verbesserte Version des Experiments, die seit Herbst 2024 läuft, verspricht noch genauere Messungen und könnte zu weiteren spannenden Entdeckungen in der Neutrinoforschung führen