Wissenschaft

CERN: Neutrino-schneller-als-Licht-Test wird wiederholt

Zu den wissenschaftlichen Methoden zählt man die Reproduzierbarkeit von Testergebnissen, und die Beobachtung vom letzten Monat, als Neutrinos vermeintlich schneller als Licht unterwegs waren, bedarf einer gründlichen Überprüfung. Denn die These, wonach nichts schneller sein kann als Licht im luftleeren Raum, stellt einen Eckpfeiler des physikalischen Weltbildes des bisherigen Standes der Wissenschaft dar. Auf der anderen Seite bieten Neutrinos immer wieder Anlass für Überraschungen, diese ominösen Elementarteilchen mit niedrigster Masse durchdringen den gesamten Erdball nahezu ohne Abbremsung. CERN wird den Test unter strengeren Auflagen wiederholen, sie werden erneut Neutrinos aus Genf Richtung Gran Sasso in Italien (knapp 730 Kilometer entfernt) verschicken und die Zeit messen.

Licht ist nicht erst seit Albert Einstein das Maß aller Geschwindigkeiten, schon James Clerk Maxwell postulierte über die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen und stieß dabei im 19. Jahrhundert auf die Lichtgeschwindigkeit. Albert Einstein revolutionierte mit seiner Relativitätstheorie das gesamte physikalische Denken auf der Erde, seine Thesen wurden erst Jahrzehnte später in modernen Versuchsanordnungen bestätigt. Doch Neutrinos, schneller als Licht? Das würde die physikalische Welt erneut auf den Kopf setzen, dementsprechend sind Wissenschaftler aus der ganzen Welt skeptisch.

So auch die Wissenschaftler aus CERN, dem Hort der Wissenschaft schlechthin. Dr Sergio Bertolucci, Direktor der Forschung, verspricht alle möglichen Fehlerquellen im Testaufbau zu vermeiden. Beim letzten Versuch absolvierten die Neutrinos die 730 Kilometer innerhalb 0,0024 Sekunden, 60 Nanosekunden (also 0,00000006 Sekunden) schneller als theoretisch möglich. Ein wesentliches Problem dabei ist die Tatsache, dass die gemessene Zeit nicht gestoppt, sondern mathematisch ermittelt wird.

Wenn CERN seine Neutrinokanone zückt, hat sie zuvor die Neutrinos mit Protonen in Stößen von jeweils 10 Mikrosekunden durch die Erdkruste bis nach Gran Sasso gejagt. Da Neutrinos an sich wenig Wechselwirkungen mit anderen Elementarteilchen zeigen, durchdringen sie Masse mit nahezu voller Lichtgeschwindigkeit. Die Ankunft der Neutrinos in San Grasso wird registriert, da man allerdings die Ankunft einzelner Neutrinos nicht messen kann, werden statistische Mittelwerte der Ankunft der Neutrinostöße berechnet. Und genau hier können sich Fehler einschleichen, die die Messzeit nicht unwesentlich beeinflussen. Um dem zu begegnen werden in der neuen Testreihe die Stöße nur noch für ein oder zwei Nanosekunden verschickt, jeweils mit einer Lücke von 500 Nanosekunden zwischen den Einzelstößen. Dies soll die Berechnung der Geschwindigkeit wesentlich präzisieren.

Das Projekt (OPERA) soll Ende November erneut aufgesetzt werden, die beteiligten Wissenschaftler können sicher sein, dass Kollegen aus der ganzen Welt mit Spannung auf die Ergebnisse warten werden. Um ganz sicher zu gehen, werden zwei weitere Projekt in San Grasso (Borexino, Icarus) die Ergebnisse von OPERA gegenüberprüfen. Ob Neutrinos wirklich schneller sein können als Licht, und ob wir die physikalische Geschichte umschreiben müssen, wird CERN in den nächsten Wochen beweisen.



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