Neutrinos in der Teilchenphysik

Das Neutrino ist ein Elementarteilchen, das keine elektrische Ladung enthält, sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit fortbewegt und sich praktisch ohne Wechselwirkung durch gewöhnliche Materie bewegt.

Neutrinos entstehen im Rahmen des radioaktiven Zerfalls. Dieser Zerfall wurde 1896 von Henri Becquerel beobachtet, als er feststellte, dass bestimmte Atome Elektronen emittieren (ein Prozess, der als Betazerfall bekannt ist). 1930 schlug Wolfgang Pauli eine Erklärung vor, woher diese Elektronen stammen könnten, ohne gegen die Erhaltungsvorschriften zu verstoßen, aber es handelte sich dabei um das Vorhandensein eines sehr leichten, ungeladenen Teilchens, das während des Zerfalls gleichzeitig emittiert wurde. Neutrinos entstehen durch radioaktive Wechselwirkungen wie Sonnenfusion, Supernovae, radioaktiven Zerfall und wenn kosmische Strahlen mit der Erdatmosphäre kollidieren.

Es war Enrico Fermi, der eine vollständigere Theorie der Neutrino-Wechselwirkungen entwickelte und den Begriff Neutrino für diese Partikel prägte. Eine Gruppe von Forschern entdeckte das Neutrino 1956, eine Entdeckung, die ihnen 1995 den Nobelpreis für Physik einbrachte.

Die drei Arten von Neutrino

Es gibt tatsächlich drei Arten von Neutrino: Elektronenneutrino, Myonenneutrino und Tau-Neutrino. Diese Namen stammen von ihrem "Partnerteilchen" unter dem Standardmodell der Teilchenphysik. Das Myon-Neutrino wurde 1962 entdeckt (und erhielt 1988 einen Nobelpreis, sieben Jahre vor der Entdeckung des Elektron-Neutrinos).

Masse oder keine Masse?

Frühe Vorhersagen zeigten an, dass das Neutrino möglicherweise keine Masse hatte, aber spätere Untersuchungen zeigten an, dass es eine sehr kleine Menge an Masse, aber keine Nullmasse hat. Das Neutrino hat einen halben ganzzahligen Spin, es ist also eine Fermion. Es ist ein elektronisch neutrales Lepton, daher interagiert es weder durch die starken noch durch die elektromagnetischen Kräfte, sondern nur durch die schwachen Wechselwirkungen.