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06.10.2015

15:54 Uhr

Physik-Nobelpreis

Nobelpreis für die Erforschung der Geisterteilchen

Den Physik-Nobelpreis 2015 teilen sich der Japaner Takaaki Kajita und der Kanadier Arthur B. McDonald. Die Wissenschaftler werden geehrt für ihre Arbeit über die Natur der „Geisterteilchen“ Neutrinos.

Neutrinos haben Masse

Physik-Nobelpreis für Forschung an „Geisterteilchen“

Neutrinos haben Masse: Physik-Nobelpreis für Forschung an „Geisterteilchen“

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Stockholm/BerlinDer Physik-Nobelpreis geht in diesem Jahr an den Japaner Takaaki Kajita (56) und den Kanadier Arthur B. McDonald (72). Die Forscher werden für ihre Arbeit über die sogenannte Neutrino-Oszillation geehrt. Dadurch konnte gezeigt werden, dass Neutrinos - extrem leichte Elementarteilchen - eine Masse besitzen. Diese Entdeckung sei „epochal in der Teilchenphysik“, heißt es in der Begründung des Nobelkomitees.

Neutrinos sind im Universum weit verbreitet - auch unsere Sonne gehört zu den eifrigen Neutrino-Produzenten. Milliarden der von unserem Zentralgestirn produzierten Elementarteilchen rasen etwa pro Sekunde durch unseren Körper, ohne Spuren zu hinterlassen. Denn die Neutrinos reagieren kaum mit normaler Materie, weshalb ihr Wesen lange rätselhaft blieb. Die Arbeiten von Kajita und McDonald haben das Verständnis der Natur jener „Geisterteilchen“ entscheidend verändert.

Takaaki Kajita hatte in den 1990er Jahren durch Arbeiten am japanischen Neutrino-Detektor Super-Kamiokande nachgewiesen, dass sich Myon-Neutrinos unter bestimmten Umständen in Tau-Neutrinos verwandeln können. Arthur B. McDonald, seit 1989 Direktor des Sudbury Neutrino Observatory in Kanada, konnte nachweisen, dass der gleiche Mechanismus auch für ein bis dahin unerklärliches Phänomen verantwortlich war: das vermeintliche Verschwinden vieler von der Sonne produzierter Neutrinos. Tatsächlich verschwinden diese Neutrinos nicht, sondern verändern vielmehr ihre Identität.

Dieser Identitätswechsel wird Neutrino-Oszillation genannt: Die drei Sorten von Elementarteilchen - Elektron-, Myon- und Tau-Neutrino - wandeln sich spontan ineinander um. Überraschend war diese Entdeckung vor allem, weil solche Oszillationen nur möglich sind, wenn Neutrinos eine Masse haben. Im Standardmodell der Teilchenphysik aber wurden die Teilchen bis dahin als masselos angenommen. Mit den Entdeckungen wurde klar, dass das Modell offensichtlich noch nicht komplett ist.

„Ein halbes Jahrhundert haben wir gedacht, dass Neutrinos keine Masse haben. Die beiden ausgezeichneten Wissenschaftler haben uns gezeigt, dass sie doch eine Masse haben“, erklärte Olga Bittner, Mitglied der Wissenschaftsakademie.

Thors Hans Hansson, Professor für theoretische Physik an der Stockholmer Universität und Mitglied des Nobelkomitees, bezeichnete die Entdeckung der beiden Wissenschaftler als „äußerst wichtig, um unser Standardmodell von der Entstehung des Universums weiter zu entwickeln“.

Die jetzt ausgezeichneten Entdeckungen seien reine Grundlagenforschung, die für das Verständnis unseres Universums wichtig sei. Durch die Entdeckung von McDonald und Kajita sei klar geworden, dass das Standardmodell über die unterschiedlichen Bausteine der Natur noch immer unvollständig sei und weiterentwickelt werden müsse, erklärte Hansson.

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