Spatenstich für gigantisches Neutrino-Experiment

Am Freitag um 16:20 (4:20 pm, wohl eine Anspielung an "Per Anhalter durch die Galaxis") wurde in den USA der Spatenstich für ein riesiges Physik-Experiment namens DUNE gelegt. DUNE steht für Deep Underground Neutrino Experiment. Die Versuchsanordnung besteht aus zwei Teilen. Im Fermi National Accelerator Laboratory im US-Bundesstaat Illinois wird dabei ein Strahl an Neutrinos (winzige Elementarteilchen, die einen großen Teil der Masse des Universums ausmachen) erzeugen.

Detektor in 1,5 Kilometer Tiefe

Dieser reist 1300 Kilometer durch die Erdkruste bis zur Sanford Underground Research Facility in South Dakota. Dort werden 1,5 Kilometer unter der Erde vier riesige Tanks errichtet, die mit 68.000 Tonnen flüssigem, auf minus 184 Grad Celsius gekühltem Argon gefüllt sind. Dort sollen die eintreffenden Neutrinos Elektronen aus der Bahn werfen, die wiederum von Sensoren an den Tank-Wänden wahrgenommen werden. Dieser Riesen-Detektor trägt den Namen Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF).

Mehrere Ziele

Was soll dadurch erreicht werden? Das Experiment verfolgt mehrere Ziele. Einerseits sollen damit so sensible Detektoren kreiert werden, die Neutrinos aufspüren können. Wie Gizmodo beschreibt, interagieren Neutrinos kaum mit größeren Materie-Teilchen wie Atomen. Durch die Beobachtung von Neutrinos wollen Wissenschaftler mehr über die Umwandlung eines Neutrino-Typs in einen anderen (es gibt drei verschiedene Typen) herausfinden. Diese so genannte Neutrino-Oszillation könnte Aufschluss über grundlegende Zusammenhänge im Universum geben.

Protonen-Zerfall

DUNE soll außerdem den Zerfall von Protonen beobachten. Die im Kern von Atomen vorhandenen Protonen können theoretisch in kleinere Elementarteilchen zerfallen. Bisher wurde dies allerdings noch nie beobachtet. Der unterirdische Teilchendetektor ist so sensibel, dass man damit auch den Ausstoß von Neutrinos bei Sternenexplosionen (Supernovae) analysieren und damit die Bildung von Neutronensternen oder Schwarzen Löchern erforschen kann.

Schlussendlich wollen die DUNE-Forscher mehr über den Ursprung des Universums herausfinden. Dabei steht die Frage im Zentrum, warum es mehr Materie als Antimaterie gibt. Ähnlich wie das Kernforschungszentrum CERN soll DUNE Forschern aus aller Welt für Versuche zur Verfügung stehen.