Nobelpreis für Physik für 2015: Entdeckung von Neutrinoschwingungen, die zeigen, dass Neutrinos Masse haben | 2020

Inhaltsverzeichnis:

Anonim

Metamorphose in der Teilchenwelt

Der Nobelpreis für Physik 2015 wird anerkannt Takaaki Kajita in Japan und Arthur B. McDonald in Kanada für ihre wichtigsten Beiträge zu den Experimenten, die zeigten, dass Neutrinos Identitäten ändern. Diese Metamorphose erfordert, dass Neutrinos Masse haben. Die Entdeckung hat unser Verständnis der innersten Funktionsweise der Materie verändert und kann sich als entscheidend für unsere Sicht auf das Universum erweisen.

Um die Jahrtausendwende stellte Takaaki Kajita die Entdeckung vor, dass Neutrinos aus der Atmosphäre auf dem Weg zum Super-Kamiokande-Detektor in Japan zwischen zwei Identitäten wechseln.

In der Zwischenzeit konnte die von Arthur B. McDonald geleitete kanadische Forschungsgruppe nachweisen, dass die Neutrinos von der Sonne auf ihrem Weg zur Erde nicht verschwinden. Stattdessen wurden sie mit einer anderen Identität gefangen genommen, als sie am Sudbury Neutrino Observatory ankamen.

Ein Neutrino-Rätsel, mit dem Physiker seit Jahrzehnten gerungen hatten, war gelöst. Im Vergleich zu theoretischen Berechnungen der Anzahl der Neutrinos fehlten bei Messungen auf der Erde bis zu zwei Drittel der Neutrinos. Jetzt stellten die beiden Experimente fest, dass die Neutrinos ihre Identität geändert hatten.

Die Entdeckung führte zu der weitreichenden Schlussfolgerung, dass Neutrinos, die lange Zeit als masselos galten, eine Masse haben müssen, wie klein sie auch sein mögen.

Für die Teilchenphysik war dies eine historische Entdeckung. Das Standardmodell der innersten Materie war unglaublich erfolgreich gewesen und hatte sich mehr als zwanzig Jahre lang allen experimentellen Herausforderungen widersetzt. Da es jedoch erforderlich ist, dass Neutrinos masselos sind, hatten die neuen Beobachtungen eindeutig gezeigt, dass das Standardmodell nicht die vollständige Theorie der grundlegenden Bestandteile des Universums sein kann.

Die Entdeckung, die mit dem diesjährigen Nobelpreis für Physik belohnt wurde, hat entscheidende Einblicke in die nahezu verborgene Welt der Neutrinos geliefert. Nach den Photonen, den Lichtteilchen, sind die Neutrinos die zahlreichsten im gesamten Kosmos. Die Erde wird ständig von ihnen bombardiert.

Viele Neutrinos entstehen durch Reaktionen zwischen der kosmischen Strahlung und der Erdatmosphäre. Andere entstehen durch Kernreaktionen in der Sonne. Tausende Milliarden Neutrinos strömen pro Sekunde durch unseren Körper. Kaum etwas kann sie davon abhalten, vorbeizukommen. Neutrinos sind die schwer fassbarsten Elementarteilchen der Natur.

Jetzt werden die Experimente fortgesetzt und es werden weltweit intensive Aktivitäten durchgeführt, um Neutrinos einzufangen und ihre Eigenschaften zu untersuchen. Von neuen Entdeckungen über ihre tiefsten Geheimnisse wird erwartet, dass sie unser gegenwärtiges Verständnis der Geschichte, Struktur und des zukünftigen Schicksals des Universums verändern.

Takaaki KajitaJapanischer Staatsbürger. Geboren 1959 in Higashimatsuyama, Japan. Ph.D. 1986 von der Universität Tokio, Japan. Direktor des Instituts für Kosmische Strahlenforschung und Professor an der Universität Tokio, Kashiwa, Japan. www.icrr.u-tokyo.ac.jp/about/greeting_eng.html

Arthur B. McDonald, Kanadischer Staatsbürger. Geboren 1943 in Sydney, Kanada. Ph.D. 1969 vom Californa Institute of Technology, Pasadena, CA, USA. Emeritierter Professor an der Queen's University, Kingston, Kanada. www.queensu.ca/physics/arthur-mcdonald

Preissumme: 8 Mio. SEK, die zu gleichen Teilen auf die Preisträger aufgeteilt werden.