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 Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie