Drei internationale Forschergruppen berichten in dem Fachblatt Physical Review Letters (22. April) über neue Erkenntnisse über die Entstehung und den möglichen Nachweis von Hochenergieneutrinos. Derartige Neutrinos tragen eine riesige Menge an Energie und entstehen aktuellen Theorien zu Folge in der extrem gekrümmten Raumzeit am Rande Schwarzer Löcher oder durch den Zerfall von schwerer Materie im Universum.
Hochenergieneutrinos treffen die Erde zu selten, um direkt beobachtet zu werden. Daher konzentrieren sich die Forschergruppen auf die Konzeption indirekter Nachweisemethoden:
Die Forscher Alexander Kusenko und Thomas Weiler von der Universität von Kalifornien in Los Angeles und von der Vanderbilt Universität wollen von Hochenergieneutrinos ausgelöste Teilchenschauer in der Erdatmosphäre näher untersuchen und damit neue Aufschlüsse über deren Energieverteilung und Masse gewinnen.
Ein von Andreas Ringwald vom DESY-Beschleunigerzentrum in Hamburg angeführtes Team will die durch die Kollision von Hochenergieneutrinos mit kosmischen Neutrinos ? diese sind Überreste des Urknalls ? entstehenden Z-Bosonen und die von ihnen ausgelösten Teilchenschauer untersuchen. Ihr Experimentiervorschlag liefert als interessanten Nebeneffekt auch eine obere Grenze für die Masse der kosmischen Neutrinos.
In einer dritten Arbeit berichtet ein Team des Massachusetts Institute of Technology (MIT) über ihre Vorbereitungen eines Experiments zum Nachweis von Hochenergieneutrinos, die sich durch einen Zusammenprall mit der Erde in ihre jeweiligen Leptonenpartner ? Elektronen, Myoen oder Tauoen ? umgewandelt haben.
Hochenergieneutrinos könnten für die überraschend hohe Zahl hochenergetischer kosmischer Strahlung verantwortlich sein. Diese Teilchen sollten eigentlich über die Jahrmilliarden hinweg einen Großteil ihrer Energie an die Photonen der Mikrowellenhintergrundstrahlung verloren haben. Ihre hohe Anzahl ließe sich allerdings durch den Zusammenprall von Hochenergieneutrinos, welche nicht mit den Photonen der Hintergrundstrahlung wechselwirken, mit Protonen oder anderen Neutrinos erklären, bei denen die Hochenergieneutrinos einen Großteil ihrer Energie an diese abgeben.
Stefan Maier
