Im Inneren des MiniBooNE-Neutrino-Detektors Princeton
Sterile Neutrinos waren bisher hypothetische Teilchen, von denen angenommen wurde, dass sie nur über die Schwerkraft interagieren, ohne die grundlegenden Wechselwirkungen des Standardmodells der Teilchenphysik zu vermeiden. Physiker haben lange nach Beweisen für diese grundlegenden Teilchen gesucht, die spekulieren, dass sie für mehrere ungeklärte Phänomene verantwortlich sein könntensowie dunkle Materie und Baryogenese.
Sollte der Nachweis der Existenz steriler Neutrinos erbracht werden, würde dies das Standardmodell zerstören, das seit 1975 das Gebiet der Teilchenphysik beherrscht. Das Ergebnis könnte die Einführung eines völlig neuen Modells der Kosmologie sein.
Das MiniBooNE-Experiment
Jetzt a neuer Bericht von der MiniBooNE Experiment des Fermi National Accelerator Laboratory hat unter Physikern Schlagzeilen gemacht, da es den Nachweis erbringt, dass steriles Neutrino. MiniBooNE wurde entwickelt, um ein Experiment aus den 1990er Jahren zu überprüfen, das Hinweise auf das bisher schwer fassbare Elementarteilchen gefunden hatte.
Das im Los Alamos National Laboratory in New Mexico durchgeführte Experiment zum Flüssigszintillator-Neutrino-Detektor LSND hatte Hinweise auf das sterile Neutrino erbracht, die Ergebnisse jedoch nicht repliziert. In der Zwischenzeit hatten alle anderen Studien keine Spuren des spekulierten Partikels gefundenund die Ergebnisse von LSND wurden bisher beiseite gelegt.
Das Standardmodell enthält eine Liste von Partikeln, die für die Wechselwirkung von Materie und Energie im Universum verantwortlich sind. Bisher gibt es im Modell nur drei Arten von Neutrinos, aber sterile Neutrino-Gläubige glauben, dass das Partikel ein viertes sein könnte.
Um dies zu beweisen, feuerten sowohl die LSND- als auch die MiniBooNE-Forscher Neutrinostrahlen auf einen Detektor hinter einem Isolator ab Wasser in LSND und Öl in MiniBooNE, um alle anderen Strahlungen auszublenden. Anschließend zählten sie, wie viele Neutrinos jedes Typs getroffen hattender Detektor.
Beide Studien ergaben mehr Neutrino-Nachweise als das heutige Standardmodell erklären kann. Die Physiker schrieben, dies könnte ein Beweis für eine vierte Art von nicht nachweisbarem Neutrino sein, von dem spekuliert wird, dass es sich um das sterile Neutrino handelt.
Andere Experimente fehlgeschlagen
Leider konnten andere Neutrinoexperimente wie das Schweizer Untergrundoszillationsprojekt und das IceCube-Neutrino-Observatorium in der Antarktis keine ähnlichen Ergebnisse erzielen. Außerdem wurde von den Chinesen ein zuvor berichtetes Signal für die Partikel, fehlende Antineutrinos um Kernreaktoren, aufgedecktDas Kernkraftwerk Daya Bay soll ein Rechenfehler sein.
Infolgedessen warten viele Physiker auf weitere Beweise, bevor sie die Existenz des neuen Teilchens akzeptieren. Die Wahrscheinlichkeit, dass sowohl die Ergebnisse von MiniBooNE als auch von LSND das Ergebnis eines unbekannten Fehlers sind, kann einfach noch nicht ausgeschlossen werden.
Zukünftige Arbeiten vor Ort, wie z. IsoDAR Experiment kann sich als schlüssiger erweisen. Auf der Website des Experiments heißt es, dass die Studie darauf ausgelegt ist, das Thema "definitiv anzusprechen".
IsoDAR verwendet eine Stichprobe mit hohen statistischen Daten, um die genaue Untersuchung aller erkannten Signale zu ermöglichen. “In Bezug auf sterile Neutrinos wird durch genaue Abbildung der Oszillationswelle im Detektor abschließend geprüft, ob ein beobachtetes Signal mit dem kürzlich veröffentlichten Steril assoziiert istNeutrino-Anomalien, die für die Community von großem Interesse sind “, heißt es auf der Website.