Chinas „Geisterteilchen“-Maschine könnte die Geheimnisse des Universums entschlüsseln

Die Entdeckung mysteriöser „Geisterteilchen“ hat Physiker jahrelang vor ein Rätsel gestellt.

Diese neutralen subatomaren Teilchen ohne elektrische Ladung werden wissenschaftlich als „Neutrinos“ bezeichnet. Da sie weder von elektrischen noch von magnetischen Kräften eingefangen werden können, können sie Materie problemlos durchdringen. Teilchenphysiker hoffen, durch die Beobachtung dieser schwer fassbaren Teilchen mithilfe einer neuen Flüssigkeitskuppel in einem futuristischen unterirdischen Observatorium in den Bergen Chinas verborgene wissenschaftliche Geheimnisse zu lüften.

Laut Independent Turkish enthält die Kugel 20.000 Tonnen einer Substanz, die als Flüssigszintillator bekannt ist. Zwei nahegelegene Kernkraftwerke liefern ständig Neutrinos aus der Erde. Die gesamte Kugelstruktur, die mit einer dünnen Acrylschicht überzogen ist, ist von einem Schutzzylinder umgeben, der mit 45.000 Tonnen reinem Wasser gefüllt ist.

Wenn Neutrinos im Szintillator mit Protonen kollidieren, senden sie winzige, aber aufnehmbare Blitze aus – etwa 50 pro Tag. Wissenschaftler auf der ganzen Welt überwachen, messen und sortieren die Neutrinos aus der Ferne nach Masse.

Wang Yifang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der mit 700 Physikern weltweit zusammenarbeitet, sagte gegenüber The Times:

Wir lernen die Hierarchie der Neutrinomassen kennen und können daraus ein Modell für Teilchenphysik, Neutrinos und Kosmologie erstellen.

Neutrinos sind die häufigsten Teilchen im Universum, da sie bei der Verschmelzung von Sternen in Supernova-Explosionen entstehen können. Wang sagt, diese Forschung an subatomaren Teilchen könne zu „unserem Verständnis des Universums“ beitragen.

Der Wissenschaftler schätzt, dass es nur 6 Jahre dauern würde, 100.000 Blitze mit einer Rate von 50 pro Tag zu erzeugen und statistisch signifikante Messwerte zu erhalten.

Neutrinos wurden erstmals 1930 vom österreichischen Physiker Wolfgang Pauli vorhergesagt. Pauli vermutete, dass ein Teilchen ohne elektrische Ladung und Masse existieren könnte, das sich frei durch Materie bewegen kann. Forschungen zufolge durchqueren etwa 100 Billionen Neutrinos pro Sekunde unseren Körper. Nach dieser Entdeckung sagte Pauli: „Ich habe etwas Schreckliches getan. Ich postulierte ein nicht nachweisbares Teilchen.“

Der Physiker wettete um eine Kiste Champagner, dass niemand jemals ein Neutrino fangen würde. Ein Vierteljahrhundert später verlor er die Wette.

Wir wissen heute, dass es drei Arten von Neutrinos gibt – Elektron, Myon und Tau – und dass sich jedes in ein anderes umwandeln kann. Durch ihre Analyse könnten Wissenschaftler den Schlüssel zur Lösung einiger der größten Rätsel der Wissenschaft finden, beispielsweise der Frage, warum es mehr Materie als Antimaterie gibt.