Der japanische Neutrinodetektor Superkamiokande könnte mit Hilfe von nur 100 Tonnen eines Salzes des Seltenen-Erden-Elements Gadolinium schon bald Neutrinos aus fernen Galaxien nachweisen. Diese Behauptung stellen Forscher der Universitäten von Irvine und Ohio im Fachmagazin Physical Review Letters (Band 93, Artikel 171101) auf. Ihre Theorie soll schon nächstes Jahr in einem kleineren Pilotprojekt überprüft werden.
Der Superkamiokande Neutrinodetektor besteht im wesentlichen aus einem riesigen Tank ? mehr als 50.000 Tonnen ? hochreinen Wassers, der in einer Tiefe von etwa einem Kilometer unter der Erde in Japan vergraben ist. Wenn eines der vielen Milliarden Neutrinos, die den Detektor in nur Bruchteilen einer Sekunde durchqueren, mit den Elektronen der Wassermoleküle reagiert, so entsteht Cherenkov-Strahlung, die dann mittels an der Innenseite des Tanks angebrachten Sensoren nachgewiesen werden kann.
Dieser Nachweis funktioniert allerdings nur für Neutrinos, nicht aber für ihre Antiteilchen, die so genannten Antineutrinos. Mark Vagins und John Beacom haben nun herausgefunden, dass durch die Zugabe des Salzes Gadoliniumtrichlorid in einer Konzentration von nur etwa 0,2 Massenprozent genau dies ermöglicht wird. Dieses Salz kann nämlich die bei der Reaktion von Antineutrinos mit den Protonen des Wassers entstehenden Neutronen einfangen und somit nachweisen.
Zudem sollte das Salz die Empfindlichkeit des Detektors auch für gewöhnliche Neutrinos erhöhen, so dass nun selbst Neutrinos, die ihren Ursprung außerhalb unserer Galaxie haben, nachgewiesen werden könnten. Bevor die Forscher das Salz allerdings in dem Wasser von Superkamiokande auflösen wollen, soll zunächst ein Pilotprojekt mit nur 1000 Tonnen Wasser durchgeführt werden.
Stefan Maier
