Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf der Jagd nach neuen Neutrinos

03.11.2015

Berner Technologie ist vorne mit dabei auf der Suche nach neuen Elementarteilchen. Das internationale Neutrino-Grossprojekt «MicroBooNE» in den USA mit Berner Beteiligung ist erfolgreich gestartet.

Neutrinos zu messen ist nicht einfach – sie sind nur sehr schwer nachweisbar und werden daher auch «Geisterteilchen» genannt. Weltweit erforschen mehrere Projekte die rätselhaften Teilchen, die eigentlich laut dem Standardmodell der Physik keine Masse haben dürften. Sie bestehen aber aus drei Typen, die sich ineinander umwandeln können – und somit doch eine Masse haben.


Prototyp der «Liquid Argon Time Projection Chamber», die in Bern entwickelt wurde.

Universität Bern


Ein Neutrino wird erst sichtbar, als es etwa in der Mitte des Bildes auf ein Argon-Atom trifft (roter Punkt). Daraus entstehen Partikel, deren Spuren im Detektor ebenfalls sichtbar sind.

MicroBooNE Experiment, Fermilab

Um Neutrinos sichtbar zu machen, sind riesige Detektoren nötig. Der MicroBooNE-Detektor am renommierten Teilchenphysik-Institut Fermilab nahe Chicago (USA) setzt nun erfolgreich eine innovative Technologie zur Aufzeichnung von Neutrinos ein.

Diese Technologie beruht auf dem Edelgas Argon und wurde in den letzten zehn Jahren unter massgeblichen Beiträgen der Universität Bern entwickelt. Daher liegt die wissenschaftliche Leitung des internationalen Grossprojekts auch beim Berner Teilchenphysiker Michele Weber vom Albert Einstein Center (AEC) und Laboratorium für Hochenergie-Physik der Universität Bern. Das Experiment läuft über drei Jahre und soll die Frage klären, ob neben den drei bekannten Typen von Neutrinos noch ein vierter Typ besteht.

Die Beschleuniger-Anlage am Fermilab, welche die Neutrinos erzeugt, wurde am 15. Oktober in Betrieb genommen. Schon kurz darauf fanden sich im MicroBooNE-Detektor die Spuren der ersten Neutrino-Interaktionen. «Ein unglaublich spannender Moment und wichtiger Meilenstein nach neun Jahren Planung und Bauzeit», sagt Physikprofessor Weber. Am Experiment sind über 100 Physikerinnen und Physiker beteiligt, darunter ein Team von zehn Forschenden der Universität Bern.

Berner Präzision seit 2006

Argon ist um 40 Prozent dichter als Wasser, weshalb die Wahrscheinlichkeit höher ist, dass Neutrinos damit interagieren. Der MicroBooNE-Detektor besteht aus einem zehn Meter langen Tank mit dreieinhalb Metern Durchmesser. Dieser ist mit 170 Tonnen flüssigem Argon gefüllt und auf minus 185 Grad Celsius heruntergekühlt. Bei einer Kollision eines künstlich erzeugten Neutrinos mit einem Argon-Atom entstehen Spuren im Tank, die dann aufgezeichnet werden. Daraus werden hochauflösende 3D-Bilder rekonstruiert, um damit die Eigenschaften der Neutrinos zu studieren.

«Dass Neutrinos von grossem Interesse sind, zeigt auch die Tatsache, dass der Physik-Nobelpreis 2015 für die Entdeckung der Umwandlungen von Neutrinos vergeben wurde», sagt Prof. Antonio Ereditato, Direktor des Albert Einstein Center. Unter Ereditatos Leitung ist das Berner Team neben weiteren Neutrino-Experimenten seit 2006 massgeblich an der Entwicklung der Technologie der «Liquid Argon Time Projection Chamber» beteiligt. Diese ermöglicht es, Interaktionen von Neutrinos millimetergenau aufzuzeichnen. Zudem bauten die Berner Forschenden ein neuartiges Laser-System zur Kalibrierung des Detektors und grosse Detektor-Panels, die kosmische Strahlen identifizieren, welche sonst die Spuren der Neutrinos «überschatten» würden.

Die ersten Neutrino-Messungen von MicroBooNE sind laut den Forschenden auch ein wichtiger Schritt für zukünftige Grossprojekte in der Neutrino-Physik. «Was für die Physik der Protonen-Kollisionen der LHC am CERN in Genf ist, das sind für die Neutrinos die Forschungszentren in Japan und den USA», sagt Ereditato. Er spielt bei der Konzeption von mehreren weiteren Detektoren, die am Fermilab geplant sind und auf derselben Technologie aufbauen wie MicroBooNE, eine Schlüsselrolle. Das grösste dieser geplanten Projekte ist ein internationales, 1.4 Milliarden Dollar teures Experiment mit einem von Chicago nach South Dakota gerichteten Neutrino-Strahl, das sogenannte Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). «MicroBooNE ist sozusagen die Feuertaufe für dieses Grossprojekt – und es hat alles auf Anhieb geklappt», sagt Weber erfreut.

Weitere Informationen:

http://www.unibe.ch/aktuell/medien/media_relations/medienmitteilungen/2015/medie...

Nathalie Matter | Universität Bern

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern
20.06.2018 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

nachricht Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen
19.06.2018 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Breitbandservices von DNS:NET erweitert

20.06.2018 | Unternehmensmeldung

Mit Parasiten infizierte Stichlinge beeinflussen Verhalten gesunder Artgenossen

20.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics