Forscher der renommierten Technologie-Uni MIT und der University of Texas at Arlington haben ein Konzept vorgestellt, das wie Science-Fiction klingt: Sie wollen einen „Neutrino-Laser“ konstruieren.
Kaum greifbare Teilchen
Das neuartige Gert knnte dabei helfen, eines der geheimnisvollsten Teilchen des Universums genauer zu untersuchen. Neutrinos gelten als die hufigsten Teilchen mit Masse im Universum. Doch obwohl Billionen von ihnen in jeder Sekunde unseren Krper durchdringen, sind sie extrem schwer nachzuweisen – ihr Spitzname „Geisterteilchen“ ist daher nur allzu passend.
Bislang beruhen die aufwendigsten Experimente zur Erforschung von Neutrinos darauf, riesige Mengen Wasser oder Eis zu berwachen und darauf zu hoffen, dass eines der Teilchen zufllig mit einem Atomkern kollidiert.
Die neue Idee der US-Forscher setzt an einem anderen Punkt an: Sie schlagen vor, eine Wolke von Rubidium-83-Atomen auf eine Temperatur unterhalb der des interstellaren Raums abzukhlen. In diesem extremen Zustand bilden die Atome ein Bose-Einstein-Kondensat, also eine Art „Superatom“, in dem sich ihre Eigenschaften synchronisieren. Da Rubidium-83 beim Zerfall Neutrinos freisetzt, knnten diese Teilchen in einer solchen Anordnung nicht mehr zufllig, sondern gebndelt in eine bestimmte Richtung ausgesendet werden – hnlich wie Licht in einem herkmmlichen Laserstrahl.
Basis fr neue Experimente
Ein solcher Neutrino-Laser knnte gleich mehrere Probleme der modernen Physik adressieren. Mit einem konzentrierten Strahl liee sich die Wahrscheinlichkeit, Neutrinos einzufangen, erheblich steigern. Das wrde nicht nur die Detektion vereinfachen, sondern auch neue Antworten auf grundlegende Fragen ermglichen: Welche Rolle spielen Neutrinos bei der Entstehung von Dunkler Materie? Oder: Warum hat sich nach dem Urknall Materie gegenber Antimaterie durchgesetzt?
Darber hinaus wren auch technische Anwendungen denkbar. Da Neutrinos Materie fast ungehindert durchdringen, knnten sie in Zukunft fr eine vllig neue Form der Kommunikation genutzt werden – selbst durch Felsgestein oder ganze Planeten hindurch. Noch ist das Konzept reine Theorie. „Wenn wir im Labor zeigen knnen, dass so ein Laser funktioniert, wird es spannend“, erklrt MIT-Physiker Joseph Formaggio. Die Arbeit der Forscher erschien jngst in der Fachzeitschrift Physical Review Letters – und markiert mglicherweise den Beginn einer neuen ra in der Teilchenforschung.
Zusammenfassung
- MIT-Forscher entwickeln Konzept fr Neutrino-Laser zur Untersuchung der Geisterteilchen
- Neutrinos sind hufigste Teilchen mit Masse und doch schwer nachweisbar
- Rubidium-83-Atome sollen als Bose-Einstein-Kondensat gebndelte Neutrinos erzeugen
- Konzentrierter Neutrino-Strahl knnte Detektion vereinfachen und Forschungsfragen klren
- Potenzielle Anwendung wre neuartige Kommunikation durch feste Materie hindurch
- Verffentlichung in Physical Review Letters markiert mglichen Forschungsdurchbruch
Siehe auch:
Forscher der renommierten Technologie-Uni MIT und der University of Texas at Arlington haben ein Konzept vorgestellt, das wie Science-Fiction klingt: Sie wollen einen „Neutrino-Laser“ konstruieren.
Kaum greifbare Teilchen
Das neuartige Gert knnte dabei helfen, eines der geheimnisvollsten Teilchen des Universums genauer zu untersuchen. Neutrinos gelten als die hufigsten Teilchen mit Masse im Universum. Doch obwohl Billionen von ihnen in jeder Sekunde unseren Krper durchdringen, sind sie extrem schwer nachzuweisen – ihr Spitzname „Geisterteilchen“ ist daher nur allzu passend.
Bislang beruhen die aufwendigsten Experimente zur Erforschung von Neutrinos darauf, riesige Mengen Wasser oder Eis zu berwachen und darauf zu hoffen, dass eines der Teilchen zufllig mit einem Atomkern kollidiert.
Die neue Idee der US-Forscher setzt an einem anderen Punkt an: Sie schlagen vor, eine Wolke von Rubidium-83-Atomen auf eine Temperatur unterhalb der des interstellaren Raums abzukhlen. In diesem extremen Zustand bilden die Atome ein Bose-Einstein-Kondensat, also eine Art „Superatom“, in dem sich ihre Eigenschaften synchronisieren. Da Rubidium-83 beim Zerfall Neutrinos freisetzt, knnten diese Teilchen in einer solchen Anordnung nicht mehr zufllig, sondern gebndelt in eine bestimmte Richtung ausgesendet werden – hnlich wie Licht in einem herkmmlichen Laserstrahl.
Basis fr neue Experimente
Ein solcher Neutrino-Laser knnte gleich mehrere Probleme der modernen Physik adressieren. Mit einem konzentrierten Strahl liee sich die Wahrscheinlichkeit, Neutrinos einzufangen, erheblich steigern. Das wrde nicht nur die Detektion vereinfachen, sondern auch neue Antworten auf grundlegende Fragen ermglichen: Welche Rolle spielen Neutrinos bei der Entstehung von Dunkler Materie? Oder: Warum hat sich nach dem Urknall Materie gegenber Antimaterie durchgesetzt?
Darber hinaus wren auch technische Anwendungen denkbar. Da Neutrinos Materie fast ungehindert durchdringen, knnten sie in Zukunft fr eine vllig neue Form der Kommunikation genutzt werden – selbst durch Felsgestein oder ganze Planeten hindurch. Noch ist das Konzept reine Theorie. „Wenn wir im Labor zeigen knnen, dass so ein Laser funktioniert, wird es spannend“, erklrt MIT-Physiker Joseph Formaggio. Die Arbeit der Forscher erschien jngst in der Fachzeitschrift Physical Review Letters – und markiert mglicherweise den Beginn einer neuen ra in der Teilchenforschung.
Zusammenfassung
- MIT-Forscher entwickeln Konzept fr Neutrino-Laser zur Untersuchung der Geisterteilchen
- Neutrinos sind hufigste Teilchen mit Masse und doch schwer nachweisbar
- Rubidium-83-Atome sollen als Bose-Einstein-Kondensat gebndelte Neutrinos erzeugen
- Konzentrierter Neutrino-Strahl knnte Detektion vereinfachen und Forschungsfragen klren
- Potenzielle Anwendung wre neuartige Kommunikation durch feste Materie hindurch
- Verffentlichung in Physical Review Letters markiert mglichen Forschungsdurchbruch
Siehe auch:
