
AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie· Staffel 2· Folge 79
Fehlende Neutrinos: Als die Sonne kaputt war
Donnerstag, 9. November 2023 · 45 min
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Shownotes
Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! (astrogeo.de/unterstuetze-uns)
Warum scheint unsere Sonne? Antwort: Kernfusion! Tief in ihrem Innern verschmelzen also unter anderem Atomkerne des Wasserstoffs- zu Helium. Doch Forschende wollten sich in den 1960er Jahren nicht nur mit schönen Erklärungen begnügen, sondern eine so schlüssige Erklärung auch experimentell überprüfen: zum Beispiel mit einem unterirdischen Tank in der Homestake-Mine in South Dakota, der, gefüllt mit chemischem Reinigungsmittel, darauf wartete, dass ab und zu ein Neutrino von der Sonne vorbeikäme.
Denn unsere Sonne erzeugt bei der Kernfusion auch Neutrinos – und diese wollten Forscherinnen und Forscher finden und zählen. Das gelang ihnen auch. Doch leider kamen in den irdischen Neutrinodetektoren nur rund ein Drittel der erwarteten Neutrinos an. War gar die Sonne kaputt? Hatte man doch nicht verstanden, warum die Sonne scheint? Oder war das Problem ganz woanders zu verorten – vielleicht waren die Neutrinos selbst schuld?
Franzi erzählt Karl in dieser Ausgabe des AstroGeo Podcasts vom Rätsel der fehlenden Sonnen-Neutrinos – und zur Beruhigung: Nein, unsere Sonne war wohl doch nicht kaputt.
Weiterhören bei Astrogeo
• Folge 58: Überwintern am Südpol (astrogeo.de/ueberwintern-am-suedpol)
• Folge 63: Sterne verstehen mit Lochkarten (astrogeo.de/sterne-verstehen-mit-lochkarten)
• Folge 77: Asteroseismologie: Schwingende Sterne und innere Geheimnisse (astrogeo.de/asteroseismologie-schwingende-ster…)
Weiterführende Links
• Bandcamp: The Ocean – Phanerozoic I: Palaeozoic (theocean.bandcamp.com/album/phanerozoic-i-pala…)
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Neutrino
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Homestake-Experiment
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Tetrachlorethen
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Neutrinooszillation
• WP: Schwache Wechselwirkung (de.wikipedia.org/wiki/Schwache_Wechselwirkung)
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Helioseismologie
• WP: de.wikipedia.org/wiki/KATRIN
• WP: Solar neutrino problem (engl.) (en.wikipedia.org/wiki/Solar_neutrino_problem)
• WP: Bruno Pontecorvo (engl.) (en.wikipedia.org/wiki/Bruno_Pontecorvo)
• WP: John N. Bahcall (de.wikipedia.org/wiki/John_N._Bahcall)
• Fachartikel: Neutrino Oscillations for Dummies (2003) (arxiv.org/abs/physics/0303116)
Quellen
• Fachartikel: Search for Neutrinos from the Sun (1968) (journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevL…)
• Fachartikel: Direct Evidence for Neutrino Flavor Transformation from Neutral-Current Interactions in the Sudbury Neutrino Observatory (2002) (journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevL…)
• Fachartikel: Are Standard Solar Models Reliable? (1996) (arxiv.org/abs/astro-ph/9610250)
• Fachartikel: Solar Models with Helioseismic Constraints and the Solar Neutrino Problem (2001) (academic.oup.com/pasj/article/53/3/565/1545200…)
Episodenbild: CERN (cds.cern.ch/record/39312?ln=en)
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Karl Urban Hallo bei Astrogeo, dem Podcast der Weltraumreporter. Ich bin Karl Urban.
Franziska Konitzer Und ich bin Franzi Kunitzer.
Karl Urban Wir sind zwei Wissenschaftsjournalisten. Franzi ist Astrophysikerin, die Death Metal zum Arbeiten entspannend findet. Ich bin Geologe, der beim Arbeiten gerne Musik der Power-Metal-Band Windrose über grabende Zwerge hört.
Franziska Konitzer Die haben auch ein Lied, das heißt Drunken Dwarves.
Karl Urban Die sind supergeil. Ja, aber in diesem Podcast geht es nicht um besoffene Zwerge, sondern wir erzählen uns hier gegenseitig Geschichten, die uns entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert haben oder die wir in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben.
Franziska Konitzer Und ich war das letzte Mal für dich in den Tiefen von etwas unterwegs. Von was denn, Carl? Was habe ich dir beim letzten Mal erzählt?
Karl Urban Ja, du hast mir letztes Mal von Erdbeben erzählt, die eigentlich keine Erdbeben sind, sondern Sternenbeben. Und da ging es um Schwingungen in den Sternen, also das Fachgebiet der Astroseismologie und was man dabei alles Cooles über Sterne herausfinden kann. Und das war echt überraschend viel, fand ich.
Franziska Konitzer Zum Beispiel ja Alter.
Karl Urban Genau.
Franziska Konitzer Also wenn man noch andere Info dazu hat. Nur die Schwingungen reichen nicht aus. Genau. Und bei der Folge über Astroseismologie hat uns Isabel auf der Astrogeo-Seite einen Kommentar hinterlassen und zwar vor allem mit einem Musiktipp für dich, Karl, enthielt dieser Kommentar. Sie schreibt nämlich von, nicht von betrunkenen Zwergen, sondern von einer Band namens The Ocean oder The Ocean Collective, das ist eine Post-Metal-Band.
Karl Urban Was ist denn Post-Metal?
Franziska Konitzer Frag mich nicht, ich kenne mich mit diesen ganzen Dingern auch nicht aus. Black Metal sind eher die so richtig ernst, Death Metal ist alles was, ja, whatever, Post-Metal ist so.
Karl Urban Vielleicht sind das alles ehemalige Postboten oder sowas. Nicht richtig.
Franziska Konitzer Also ich finde bei Post-Metal, auch bei The Ocean, manchmal schreien sie mir nicht genug. Aber was für dich relevant ist, vielleicht auch für Hörerinnen und Hörer, die hat ein ganzes Epos, einen Zyklus gemacht aus, ich glaube, zehn Alben zu allen geologischen Epochen der Erde.
Karl Urban Sehr gut.
Franziska Konitzer Und mir hat Isabel ganz besonders das Lied Permian, The Great Dying, empfohlen, weil es da um das Massenaussterben an der Perm-Trias-Grenze geht. Erstmal, vielen lieben Dank für den Tipp, Isabel. Tatsächlich kannte und schätzte ich die Band auch schon vorher, unter anderem genau aufgrund dieses Liedes.
Franziska Konitzer Aber ich hab da jetzt auch wieder sehr vertieft reingehört. Wenn ihr selber mal reinhören wollt, diese Band, The Ocean oder The Ocean Collectors, sind auf Bandcamp und das entsprechende Album verlinke ich euch mal in den Shownotes, wenn ihr in the great dying reinhören möchtet.
Karl Urban Ja, ich also ich finde, für das Feedback, Metal und geologische Themen, das passt schon zusammen. So dieses Hämmern und Hard Rock und also ja, passt super gut, finde ich. Ja, also genau, vielen Dank, Isabel und das war's, was das Feedback angeht, oder? Ja, das war's. Insofern würde ich sagen, heute haben wir Ausgabe 79 schon wieder und das heißt, dass du mir heute mal wieder eine Geschichte mitgebracht hast, Franzi.
Franziska Konitzer Ja, ich habe dir eine Geschichte mitgebracht und heute fackele ich auch nicht lange herum und lasse das Science-Haiku einfach weg, sorry, hauptsächlich weil mir nichts Knackiges eingefallen und ich dich lieber gerne gleich zurückversetzen würde in die 1960er Jahre, nämlich in eine Goldmine in South Dakota.
Franziska Konitzer In den 1960er Jahren und auch schon vorher hat sich nämlich ein Forscher gefragt, warum die Sonne scheint. Prinzipiell, also nicht an diesen speziellen Tagen, sondern warum und wie die Sonne scheint. Und dieser Forscher heißt John Bacall, John Norris Bacall war, er ist 2005 verschorben, Astrophysiker und war dann ab Anfang der 1970er Jahre am Institute for Advanced Study in Princeton, also dieses Institut, wo auch mal Einstein tätig war.
Franziska Konitzer Aber John Bacall fragt sich, warum die Sonne scheint und um diese Frage zu beantworten, tut er sich 1964 mit einem Physiker und Chemiker namens Raymond Davis Junior zusammen. Das Junior werde ich für den Rest dieser Geschichte weglassen, weil ich da eh nie dran denken kann. Und Raymond Davis Junior begibt sich dafür um diese Frage, warum die Sonne scheint, nämlich in diese Goldmine in South Dakota, in unterirdische Tiefen.
Franziska Konitzer John McCall und Raymond Davis suchen dort nicht nach Gold, sondern sie haben fast eineinhalb Kilometer unter der Erde einen Tank aufgebaut, ein Experiment. Und das Experiment besteht hauptsächlich aus einem großen Tank, ungefähr schwimmbadgroß eigentlich, was der gefasst hat. Und diesen Tank hat Raymond Davies mit einem chemischen Reinigungsmittel gefüllt, nämlich mit 615 Tonnen Tetrachlorethylen. Lecker.
Karl Urban Ja, lecker.
Franziska Konitzer Das kann man tatsächlich für die chemische Reinigung benutzen. Also anscheinend so Dry Cleaning. Also wenn du jetzt in die Reinigung gehst, keine Ahnung, was die heutzutage verwenden, aber Tetrachlorethylen kann man dafür auch verwenden. Unüberraschenderweise ist es nicht so prall, wenn es ins Grundwasser kommt und so. Aber in diesem Tank war das Tetrachlorethylen tatsächlich gut aufgehoben, in dieser Goldmine, anderthalb Kilometer unter der Erde.
Franziska Konitzer Und dann haben Raymond Davies und John Bacall gewartet, was in diesem mit chemischen Reinigungsmitteln gefüllten Tank so passiert. Viel nicht, aber genug. Denn 1968, schon nach relativ kurzer Zeit, nachdem das Experiment gelaufen ist, kam Raymond Davies zum Schluss, dass die Sonne kaputt ist.
Karl Urban Oh nein!
Franziska Konitzer Ja, schlecht. Also, so haben es Raymond Davies und John Bacall natürlich nicht formuliert in dem Fachartikel dazu, aber tatsächlich haben sie mithilfe dieses Tanks in dieser Goldmine schon nach wenigen Monaten herausgefunden, irgendwas stimmt da nicht. Sie haben es nicht geschrieben, dass die Sonne kaputt wäre und sowieso hat die restliche Forschergemeinschaft das natürlich auch nicht so recht geglaubt mit der kaputten Sonne, sondern sie hat gesagt, also entweder hat sich John Bacall verrechnet, weil der hat nämlich ausgerechnet, was Raymond Davies hätte messen sollen oder noch einfacher, Raymond Davies hat sich einfach vermessen.
Franziska Konitzer Also alles okay, nur ein Messfehler. Aber Raymond Davies hat nicht aufgegeben. Er überprüft alles, hat Monate und Jahre damit verbracht mit diesem Experiment und das Ergebnis vom Anfang bleibt bestehen, irgendwas stimmt mit der Sonne nicht. Irgendwas fehlt tatsächlich. Und ja, die Frage ist natürlich jetzt, was soll an der Sonne kaputt sein und überhaupt, was hat ein mit chemischen Reinigungsmittel, gefüllter Tank in einer Goldmine in South Dakota mit der Sonne zu tun.
Karl Urban Das wollte ich gerade fragen.
Franziska Konitzer Ja, das ist gut, weil ich erkläre es dir gerne. So, wenn ich dich jetzt aber frage, Karl, warum scheint die Sonne? Was sagst du dann?
Karl Urban Dann sage ich Kernfusion. Bingo, richtig.
Franziska Konitzer Kernfusion. Im Inneren der Sonne findet Kernfusion statt. Das habe ich jetzt auch schon öfters erzählt, ist ja auch keine Überraschung. Kernfusion, warum die Sonne scheint. Die Sonne scheint, weil in ihrem Inneren Wasserstoffkerne zu Heliumkernen verschmelzen. Die entsprechenden Heliumkerne sind leichter als die Wasserstoffkerne, die einzelnen, die da drin sind. Und dieser Energieunterschied wird in Form unter anderem von Strahlung freigesetzt und deshalb scheint die Sonne.
Franziska Konitzer Aber heute wissen wir das. Und in den 1960er Jahren, als John McCall sich die Frage gestellt hat, warum und wie die Sonne scheint, hat man sich das auch schon gedacht, dass die Sonne aufgrund der Kernfusion scheint, weil nämlich kein anderer Prozess bekannt ist, bei dem ähnlich viel Energie freigesetzt wird.
Franziska Konitzer Also irgendwelche chemischen Prozesse oder irgendwie sowas, das funktioniert nicht. Da wird einfach nicht genug Energie frei, vor allen Dingen nicht über so einen langen Zeitraum. Aber die Frage, die damals in den 1960er Jahren eben unbekannt war, ist, wie überprüft man das, dass tatsächlich im Inneren der Sonne Kernfusion stattfindet.
Franziska Konitzer Und in die Sonne selber kann man trotz meiner letzten Geschichte über die Asteroseismologie jetzt natürlich nicht direkt reingucken, also vor allem eigentlich nicht in den Kern, da wo die Kernfusion stattfindet. Also muss man sich was anderes überlegen, wie man überprüfen kann, dass innerhalb der Sonne Kernfusion stattfindet.
Franziska Konitzer Und die Antwort darauf ist, wie man das überprüfen kann, dass bei der Kernfusion, noch was anderes entsteht als Heliumkerne und Strahlung, und zwar Neutrinos. Hurra. Neutrinos, das sind Elementarteilchen, sehr leichte, sehr flüchtige Elementarteilchen, die bei dieser Reaktion entstehen. Es gibt verschiedene Reaktionen in der Sonne, bei denen Neutrinos entstehen.
Franziska Konitzer Vereinfacht kann man es sich so vorstellen, dass du vier Wasserstoffkerne hast und dann entstehen darauf letztendlich ein Heliumkern, zwei Positronen oder zwei Antielektronen und zwei Neutrinos. So. Die Sonne setzt sehr viele Neutrinos frei. Tatsächlich, das ist immer so, das ist auch ein Vergleich, den John Parker gemacht hat, das liest man auch öfters, hatte ich hier auch schon mal, glaube ich, kurz erwähnt, dass in jeder Sekunde durch deinen und auch meinen Daumennagel ungefähr 100 Milliarden Neutrinos durchreißen.
Karl Urban Was ich immer nicht verstehe daran, ist, warum die Neutrinos nur durch meinen und deinen Daumennagel gehen und nicht durch den Rest.
Franziska Konitzer Ich glaube, das ist die Zahl endgültig zu groß, wenn man das ausrechnet, was liegt in diesem Körper. Daumennagel ist natürlich, da kann man auch sagen, durch einen großen Onkel oder irgendwie so weiter. Da sind es vielleicht 200 Milliarden oder auf der Größe vom Daumennagel. Aber das ist so ein Vergleich, der gerne gemacht wird.
Karl Urban Genau, es ist immer der Daumennagel.
Franziska Konitzer 100 Milliarden Neutrinos. Es ist im Grunde genommen nur eine Vergleichung zu sagen, es sind eine ganze Menge. Aber das Problem bei diesen Neutrinos, obwohl sie so zahlreich sind, ist, sie sind nicht elektrisch geladen und sie wechselwirken auch sonst fast überhaupt nicht mit Materie. Deshalb gehen sie ja durch den Daumennagel und durch alles andere eben auch durch.
Franziska Konitzer Und ja, mit denen passiert nix, man kann sie nicht kaputt machen, man kann sie nicht in Teilchen kollisionen, man kann sie in Teilchenbeschleunigung schon erzeugen, aber passiert nicht viel so. Also blöd. Ja, aber in der Sonne sollen die eben erzeugt werden und das war eben dann die Idee damals in den 1960ern oder auch die Idee, die John Bacall mit seinen Kolleginnen und Kollegen damals verfolgt hat, dass es ja irgendwie trotzdem möglich sein sollte, diese Neutrinos zu vermessen, weil man wusste ja damals, okay, die Sonne ist so und so heiß, im Inneren findet Kernfusion statt und wenn Kernfusion stattfindet, dann sollten so und so viele Neutrinos bei verschiedenen Energieleveln entstehen.
Franziska Konitzer Und dann könnte man sich ja irgendwas überlegen, womit man diese Neutrinos trotzdem nachweisen könnte.
Karl Urban Und man hatte zu diesem Zeitpunkt auch schon Neutrinos nachgewiesen, ganz prinzipiell. Also man konnte, man wusste die existieren und man konnte die… Man wusste die existieren, direkt nachgewiesen hatte man sie, glaube ich….
Franziska Konitzer Hatte man sie da schon nachgewiesen, ganz direkt? Da bin ich jetzt tatsächlich überfragt. Aber es war also dieser Reinigungsmittel Tank war auf jeden Fall einer der allerersten. Also er war auf jeden Fall der erste, der das Ziel hatte, diese Sonnenneutrinos zu messen. Sie wurden ja auf jeden Fall schon vorher im Labor erzeugt und auch man kann daraus schließen, wenn ich eine, wenn ich jetzt, man kann indirekt daraus schließen, wenn ich jetzt eine Reaktion habe und dann sage ich jetzt mal diesen Wasserstoff zu Helium plus Positron plus Neutrino, dann kann ich auf die Energie, also da fehlt ja Energie.
Franziska Konitzer Das Helium und das Positron haben zusammen nicht genau so viel Energie wie die Wasserstoffkerne und diese Energiedifferenz, ich weiß, das müssen die Neutrinos sein. Und ich bin mir jetzt gerade nicht sicher, ob man das nicht bei Kernspaltung und diesem ganzen Kram, entsteht das auch manchmal und ich bin mir nicht sicher, ob man nicht schon Neutrinos von in der Nähe von Reaktoren nachgewiesen hatte.
Franziska Konitzer Aber ja, aber Sonnenneutrinos bis zu dem Zeitpunkt auf jeden Fall noch nicht. Das kann ich gerne noch nachgucken, wann der allererste Nachweis war. Direkt. Weil das ist, wie gesagt, schwierig, sie interagieren eigentlich nicht. Ich brauche wahnsinnig viele Neutrinos, trotz dieser 100 Milliarden, nehmt Daumennagel, brauche ich wahnsinnig viele, damit überhaupt irgendwas passiert.
Franziska Konitzer Und deshalb dieser Reinigungstank, weil in dieser Flüssigkeit ist eben, werden eben, wenn dann trotzdem mal ein Neutrino mit dieser Reinigungsflüssigkeit zusammenstößt, die Reinigungsflüssigkeit ist egal, dass die reinigt, entscheidend ist, ihre Bestandteile, entsteht manchmal ein radioaktives Argonatom.
Franziska Konitzer Und dieses radioaktive Argon-Atom, das kann man extrahieren. Also kann man aus diesem Tank rausfiltern und dann kann man diese Argon-Atome zählen. Und was John Bacall gemacht hat, ist, dass er eben ausgerechnet hat, aufgrund der erwarteten Neutrino-Zahl und wie viel die eben interagieren, wie viel die wechselwirken, konnte man oder konnte John Bacall ausrechnen, wie viele Argon-Atome Raymond Davies zählen sollte in seinem Tank.
Franziska Konitzer Und das hat Raymond Davies gemacht. Davies hat dies experimentell gemacht und er hat eben diese Argon-Aktome, es war tatsächlich pro Monat waren das echt nur ein ganz paar, also es waren jetzt nicht hunderte, es waren wirklich nur wenige, hat er extrahiert, gezählt und ist zum Schluss gekommen eben, es passt was nicht, weil die Anzahl der Neutrinos nur ein Drittel betrug dessen, was er eigentlich hätte zählen sollen.
Karl Urban Ein Drittel, ja, schön. Ein Drittel. Ich habe gerade eine Idee, wo das hinführt.
Franziska Konitzer Ja, du sagst das wie ein Mensch, der weiß, wohin die Reise geht.
Karl Urban Ich habe eine Ahnung.
Franziska Konitzer Ein Drittel. So. Also, man sagt zum Beispiel, jetzt sagst du mal Pi mal Daumen, er hätte irgendwie, weiß ich nicht, 30 Argon-Atome im Monat zählen sollen, er hat aber nur 10 gezählt. Blöd. So. Und deshalb haben eben die Forschergemeinschaft gesagt, Raymond Davies, da hast du dich irgendwie vermessen. Ist ja auch schwierig, mit diesen ganzen Argon-Atomen, dann sind das so wenige. dieser Reinigungstank und bla.
Karl Urban Hat ihm so ein bisschen auf die Schulter geklopft oder so, aah, mach mal, wow.
Franziska Konitzer Warum der unterirdisch war, in dieser Goldmine, Homestake heißt die Mine, die war tatsächlich bis in die frühen 2000er tatsächlich, wurde die auch als Goldmine benutzt, das war unterirdisch, damit da irgendwie die kosmische Strahlung und der Rest der Erde nicht stört, weil wenn da irgendwelche anderen Teilchen dauernd durch diesen Tank durchsausen, dann gibt's halt auch Reaktionen, die schauen vielleicht genauso aus und dann ist blöd.
Franziska Konitzer So, deshalb in der Goldmine. Vorstellgemeinschaft hat gesagt, John Bacall hat sich entweder verrechnet oder der andere hat sich vermessen, ist nix. Aber in der Folgezeit wurden andere Experimente aufgebaut, um Sonnenneutrinos nachzuweisen. Unter anderem gab es GALEX, das war eigentlich ein deutsches Experiment.
Franziska Konitzer Dann war SAGE, das war in Russland angesiedelt. Also eine ganze Menge Experimente und es stellte sich heraus, Raymond Davies hatte sich nicht vermessen. Also auch bei diesen anderen Experimenten kam nur ein Drittel der Neutrinos an, die eigentlich laut Berechnung hätten ankommen sollen. Das ist ein Problem. Es fehlen Neutrinos, keine Messfehler, was ist da los?
Franziska Konitzer Es gab drei mögliche Erklärungsversuche. Erklärungsversuch Nummer eins ist, die Sonne ist kaputt. Das klingt am spektakulärsten. Und dieser Erklärungsversuch geht so, dass die Neutrinos, weil die ja nicht so viel Wechsel wirken mit dem Rest der Materie, kommen ja quasi fast direkt, sofort nach ihrer Erzeugung aus der Sonne raus.
Franziska Konitzer Während hingegen die Energie oder die Strahlung, die dabei sonst noch erzeugt wird bei diesen Kernfusionsprozessen, braucht ein paar hunderttausend Jahre oder sowas, bis sie sich ihren Weg vom Inneren ans Äußere der Sonne gebahnt hat. Sprich, sind die Neutrinos eigentlich ein perfekter Messgrad für den Jetzt-Zustand der Kernfusion in der Sonne?
Franziska Konitzer Und es wurde zumindest darüber nachgedacht. Naja gut, was ist, wenn die Kernfusion sich im Inneren der Sonne so verlangsamt hat, dass die Neutrino-Anzahl einfach reduziert ist? Aber wir kriegen das jetzt noch gar nicht mit, sondern erst in hunderttausend Jahren, wenn dann die Sonne auf einmal sehr viel dunkler wird.
Franziska Konitzer Was natürlich für uns schlecht wäre. Also, diese Möglichkeit wurde tatsächlich mal angedacht, aber jetzt nicht ernsthaft in Betracht gezogen, weil warum sollte es so sein?
Karl Urban Aber so fangen doch Hollywood-Filme an, ne?
Franziska Konitzer So fangen Hollywood-Filme an, tatsächlich.
Karl Urban Die Sonne ist kaputt.
Franziska Konitzer Tatsächlich war das der Plot, der Hauptanstoß in dem Buch, in der Geschichte, die ich für mein Kunstdiplom geschrieben habe. Da waren die Sonnen-Neutrinos auf einmal weg. Und dann, tja, Prösterchen.
Karl Urban Shit happens.
Franziska Konitzer Der Erklärungsversuch Nummer zwei. Etwas wissenschaftlich ernster zu nehmen und nicht so Science Fiction geeignet, ist, unser Verständnis von der Sonne ist kaputt. Kann ja sein. Weil bereits in den 1960er Jahren hatten ja Forschende ein Bild vom Inneren der Sonne in ihren Modellen. Ich habe ja auch davon erzählt, in der Astro-Geo-Folge 63, Sterne verstehen mit, Lochkarten.
Franziska Konitzer Genau von diesen Modellen, die man damals schon gebaut hat und ich hätte echt nie gedacht, dass ich so oft auf diese Geschichte wieder Bezug nehmen würde.
Karl Urban Wir sind auf den Schultern der Giganten, das sieht man da an sowas, gell? Also… Absolut, absolut.
Franziska Konitzer Also man hatte sich ja damals schon Gedanken gemacht vom Inneren der Sonne und wie die unterschiedlichen Schichten und wie heiß und welcher Druck und deshalb können die und die Prozesse ablaufen und genau solche Modelle hat ja John McCall auch verwendet, um seine Berechnungen anzustellen. Und natürlich ist es jetzt möglich, dass man da was nicht richtig verstanden hat und deshalb einfach weniger Neutrinos erzeugt werden, weil reingucken kann man ja nicht in die Sonne.
Franziska Konitzer Erklärungsversuch Nummer drei ist, die Teilchenphysik ist kaputt. Das ist natürlich die Variante, die ich am meisten favorisiere, weil man dann das ganze Problem mit den solchen Neutrinos einfach der Teilchenphysik in die Schuhe schieben könnte.
Karl Urban Das mag aber mit deiner persönlichen Haltung gegenüber der Teilchenphysik zusammenhängen, oder?
Franziska Konitzer Ja, ich mag ja die Teilchenphysik, aber… Wir müssen das nicht vertiefen, alles gut.
Karl Urban Ich erzähle einfach weiter.
Franziska Konitzer Aber es waren drei Erklärungsversuche und ein ungelöstes Problem. Das Problem, was als Solar Neutrino Problem in die Wissenschaftsgeschichte eingegangen ist oder das Rätsel der fehlenden Sonnen-Neutrinos. So, stellt sich die Frage, wie kommen wir auf der Nummer wieder raus? Also, klar, dass die Sonne kaputt war, das wollte jetzt keiner so recht glauben.
Franziska Konitzer Das war jetzt nur so, hm, ja, Grape könnte sein, ist aber nicht sehr realistisch. Und die Teilchenphysik hat gesagt, nee, also wir Wir waren es nicht, weil die Neutrinos sind als Elementarteilchen ja... Bestandteil des Standardmodells der Teilchenphysik, was letztendlich alle bekannten Teilchen und ihre Wechselwirkungen untereinander beschreibt.
Franziska Konitzer Und in dieses Standardmodell der Teilchenphysik haben die Neutrinos super reingepasst und es gab auch keine Hinweise, dass mit diesen Neutrinos oder irgendwas nicht stimmt. Und deshalb, auf die fehlenden Sonnenneutrinos angesprochen, haben auch noch, haben Teilchenphysikerinnen und Teilchenphysiker eigentlich auch ziemlich oft gesagt so, also wir sind's nicht.
Franziska Konitzer Da haben sogar noch zwei Vorstellungen im Artikel von 1990, also wesentlich später geschrieben, most likely the solar and internal problem has nothing to do with particle physics. Also sie haben gesagt, ey, ihr habt da irgendwas an der Sonne nicht verstanden. Wir sind's nicht. Dann bleibt eben nur noch das Verständnis von der Sonne selbst, weil ursprünglich wollte ja John Bacall, der Theoretiker, eh nur wissen, wie die Sonne scheint und vielleicht passt da was nicht.
Franziska Konitzer Gedanken waren zum Beispiel, dass sich vielleicht irgendwie aufgrund irgendwelcher Prozesse Materie oder Material im Inneren der Sonne stärker durchmischt, als man das denkt und dass deshalb die Temperatur im Inneren der Sonne niedriger wäre als gedacht und deshalb würden dann dadurch weniger Neutrinos erzeugt.
Franziska Konitzer Ein Gedanke zum Beispiel. Und nun rettet uns tatsächlich die Helioseismologie. Die Helioseismologie ist wie die Astroseismologie aus meiner letzten Geschichte, nur mit unserer eigenen Sonne und funktioniert auch ein bisschen besser, weil die Sonne ist direkt vor der Haustür, kann man besser untersuchen.
Franziska Konitzer Und die Helioseismologie nutzt eben auch Temperaturschwankungen auf der Sonne oder die Messung von Schwingungen der Sonne, eben um tatsächlich in das Innere der Sonne reinzugucken. Also ähnlich wie ich Erdbeben auf der Erde benutze, um das Innere reinzugucken, funktioniert das eben auch mit der Sonne, dass ich ihre Schwingungen nutze.
Franziska Konitzer Und die Lösung in der Hinsicht kam spätestens 1997 oder erst 1997, wenn man so will. Da nämlich waren dann hochgenaue Messungen möglich, eben vom inneren der Sonne anhand ihrer Helligkeitsschwankungen auf ihrer Oberfläche, mit der man die Schallgeschwindigkeiten im Inneren der Sonne genauer bestimmen konnte.
Franziska Konitzer Da hat man eben rausgefunden, dass diese Sonnenmodelle, diese theoretischen Vorstellungen vom Inneren der Sonne, wo die Teilchenphysikerinnen und Teilchenphysiker eben gesagt haben, oh, die stimmen nicht, da hat die Helioseismologie eben gezeigt, so nein, diese Schallwellen stimmen mit 0,1 Prozentiger Genauigkeit eben mit den theoretischen Modellen überein.
Franziska Konitzer Also nicht irgendwie Materie vermischt sich anders und deshalb ist die Temperatur im Inneren niedriger als gedacht, nein, sondern die Helioseismologie hat wirklich gezeigt, Die Sonnenmodelle stimmen. Die Sonne sollte eigentlich genauso viele Neutrinos erzeugen, wie John McCall das damals schon in den 1960ern vorhergesagt hat.
Franziska Konitzer Aber auf der Erde messen wir nur ein Drittel. Aber das ist nicht das Problem der Sonnenphysik oder der Astrophysik, sondern es muss an der Teilchenphysik liegen und irgendwas stimmt mit den Neutrinos als Elementarteilchen Ja. So, jetzt könnte ich eigentlich aufhören, weil jetzt haben wir das… Jetzt wissen wir, die Teilchenphysiker sind schuld, genau.
Franziska Konitzer Die Teilchenphysiker sind schuld. Nein, sie sind nicht schuld, sie sind persönlich schuld. Aber ich meine, letztendlich habe ich jetzt das Problem mit den Neutrinos erfolgreicher Teilchenphysik in die Schuhe geschoben und wir wissen, warum und wie die Sonne scheint. Das war ja eigentlich die Ausgangsfrage.
Franziska Konitzer Die Sonne scheint, weil in der inneren Kernfusion stattfindet. Hurra. Aber das ist vielleicht ein bisschen unbefriedigend und deshalb erzähle ich das Rätsels Lösung. Und das Rätsels Lösung geht so, dass das Neutrino als ein Elementarteilchen im Standardmodell der Teilchenphysik nicht nur keine elektrische Ladung hat und aufgrund dessen super wenig mit irgendwas wechselwirkt, sondern im Standardmodell der Teilchenphysik haben Neutrinos keine Ruhemasse, genau wie das Photon.
Franziska Konitzer Also wenn ich jetzt ein Elektron habe oder ein Proton, ein Proton ist kein Elementarteilchen, oder irgendwelche Quarks, die haben eine Ruhemasse. Also selbst wenn die sich überhaupt nicht beschleunigt werden oder irgendwas, haben die keine Masse. Das Neutrino sollte eben laut Standardmodell der Teilchenphysik genauso sein. Das würde auch bedeuten, dass sie sich genau wie Photonen mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.
Franziska Konitzer Aber bereits 1969 haben. Physiker Überlegungen angestellt, dass Neutrinos, dass es sie in, ich sag mal, verschiedenen Geschmacksrichtungen geben könnte. Also dass es nicht nur dieses eine Neutrino gibt, was, oder diese eine Art von Neutrinos, die in der Sonne erzeugt werden, sondern verschiedenen Geschmacksrichtungen.
Franziska Konitzer John Bacall schreibt übrigens in seinem wirklich fantastischen Übersichtsartikel zu dieser Geschichte, dass Neutrinos eine multiple Persönlichkeitsstörung haben, aber der Artikel ist 20 Jahre alt. Inzwischen heißt das dissoziative Identitätsstörung und ich selber finde Geschmacksrichtungen klingt einfach netter.
Franziska Konitzer Offiziell spricht man von Arten. Jetzt hört man sich, okay, Neutrinos gibt es in verschiedenen Geschmacksrichtungen, ja mei, ist halt so, passt. Aber was heißt das überhaupt? Das heißt, dass Neutrinos, die im Inneren der Sonne erzeugt werden, das sind sogenannte Elektron-Neutrinos. Aber darüber hinaus gibt noch zwei weitere Geschmacksrichtungen, nämlich Tau- und Myon-Neutrinos.
Franziska Konitzer Die sind eigentlich fast ganz genauso wie Elektron-Neutrinos, nur ein bisschen anders. Und was ein bisschen anders an denen ist, das hatten sich eben Physiker schon 1969 ausgedacht. Ein Forscher unter anderem namens Bruno Pontecorvo mit einem wirklich wilden Leben, da kann man sich den Wikipedia-Artikel ruhig mal auf Englisch durchlesen, irgendwie unter Fermi gelernt, dann später ein bisschen in den USA, ein bisschen in England und dann, weil er Kommunist war, ist er in die Sowjetunion emigriert, geflohen und hat da eine erfolgreiche Forscherkarriere gemacht.
Franziska Konitzer Unter anderem mit dieser Vorhersage, dass es Neutrinos in verschiedenen Geschmacksrichtungen geben könnte. Aber was heißt das? Verschiedene Geschmacksrichtungen, was ist der Unterschied? Der Unterschied ist, dass diese Neutrinos in verschiedenen Geschmacksrichtungen unter anderem ganz leicht unterschiedliche Massen haben und dass diese Neutrinos sich aufgrund dieser Tatsache ineinander umwandeln können.
Franziska Konitzer Dass also ein Elektron-Neutrino, wie gesagt, verschiedene Geschmacksrichtungen, das kann sich ändern, ein Elektron-Neutrino könnte sich einfach in ein Tau-Neutrino umwandeln oder ein Myon-Neutrino. Das Ganze nennt man Neutrinooszillation. Und damit das funktioniert, müssten eben Neutrinos eine Ruhemasse haben und zwar diese wie so drei Neutrinos mit den unterschiedlichen Geschmacksrichtungen, drei ganz leicht unterschiedliche Ruhemassen.
Franziska Konitzer Das war 1969, als Bruno Conti-Corvo und der Kollege, dessen Name mir jetzt entfallen ist, ist aber auch nicht so wichtig, als sie sich das überlegt haben, war das eine Überlegung, aber wie gesagt, es wurde jetzt nicht so richtig, es stand halt so im Raum, aber es hat nichts darauf hingedeutet, dass Neutrinos eine Ruhemasse haben oder sonst irgendwie was, weil die haben ja sowieso so selten gewechselt wirkt, also Masse, Pff, Masse dann noch bestimmen, so.
Franziska Konitzer Und außerdem sagt das Standardmodell der Teilchenphysik ja, aber Neutrinos haben ja gar keine Ruhemasse und das Standardmodell der Teilchenphysik hat ja damals wunderbar funktioniert. Aber der Witz ist natürlich, dass diese geschmacksrichtungsverändernden Neutrinos eine wunderbare Erklärung für die fehlenden Neutrinos von der Sonne wären, weil Neutrinos in der Sonne werden als Elektron-Neutrinos erzeugt und zwar tatsächlich alle, also alle, aber auf dem Weg durch die Sonne und dann durch das Vakuum auf dem Weg zur Erde oder sonst wohin können sie ihre Geschmacksrichtung verändern.
Franziska Konitzer Und auf der Erde oder in diesem auch mit chemischen Reinigungsmittel gefüllten Tank in dieser Goldmine kommen dann zwar alle Neutrinos von der Sonne an, die ankommen sollten, aber eben in den drei Geschmacksrichtungen Elektron, Tau und Myon. Und der Detektor von Raymond Davies war aber nur auf Elektron-Neutrinos spezialisiert, weil ja nur diese in der Sonne erzeugt werden sollten.
Franziska Konitzer Und deshalb konnte er die anderen zwei Neutrino-Geschmacksrichtungen gar nicht entdecken.
Karl Urban Also die anderen haben eigentlich einfach kein Argon erzeugt sozusagen.
Franziska Konitzer Genau, die haben einfach nicht gewechselt wirkt und das ist der Grund, warum man dachte, es kommt nur ein Drittel der Neutrinos an, weil die Tau-Neutrinos und die Myoneutrinos, die die anderen zwei Drittel dargestellt haben, die konnten mit diesem Detektor gar nicht, Tata. So, also einerseits das Rätsel des Lösungs, andererseits, ich habe übrigens auch noch nachgeschaut, diese Neutrino-Oscillation, ich habe mich da wirklich eingelesen, weil es mir keine Ruhe gelesen hat, weil man, wenn man, wenn man sieht so Neutrino-Oscillation und sie können ihre, sie können ihre Art ändern und sie umwandeln, aber das heißt, dass sie eine Masse haben. habe die Erklärung dafür nachgeschaut.
Franziska Konitzer Ich habe sie verstanden und ich habe sie verlinkt.
Karl Urban Sehr gut. Ich hatte gar nicht vor, dich zu fragen.
Franziska Konitzer Ich würde sie uns hier allen ersparen, weil es wirklich quantenmechanisch wirkt. Es ist letztendlich so, dass man misst die Geschmacksrichtung, aber die Neutrinos können ihre Geschmacksrichtung ändern und bewegen sich aber innerhalb ihres Masseneigenstates fort und der kann eine Mischung sein. Es macht Sinn, wenn man es auf dem Papier als Formel liest, aber ansonsten verzweifelt man leise. Aber mitnehmen kann man nur Neutrino-Oscillationen, sie ändern ihre Geschmacksrichtung, hat damit was zu tun, dass eben diese drei Arten ganz leicht unterschiedliche Ruhemassen haben.
Franziska Konitzer Die Frage ist nun, das ist eine plausible Erklärung für die fehlenden Neutrinos, aber wie überprüfe ich das? Das Rätsel, die Lösung kam dann im Jahr 2001, ganz offiziell im Juni 2001, hat die Snow Collaboration, auch mit einem Neutrino-Detektor, hat verkündet, dass sie das Rätsel der fehlenden Sonnen-Neutrinos gelöst hat.
Franziska Konitzer Nämlich hatten sie einen Neutrino-Detektor, der auch nur Elektron-Neutrinos messen konnte und gleichzeitig gab es den Super-Kamiokande in Japan, auch ein Neutrino-Detektor, funktioniert nicht mit Reinigungsmittel, funktioniert mit Wasser. Dieser Detektor in Japan konnte Elektronneutrinos messen, aber auch teilweise andere Neutrinos.
Franziska Konitzer Also Tau- und Myon-Neutrinos. Nicht sehr viel, aber er konnte sie messen. Und dieser kanadische Neutrino-Detektor hat jetzt eben, wie erwartet, nur ein Drittel der erwarteten Sonnen-Neutrinos gemessen, nur Elektron-Neutrinos. Und Super-Kamiokande ungefähr die Hälfte. Aber wenn die Sonne nur, wenn das eigentlich, wenn das also nicht stimmen würde mit dieser Neutrino-Oscillation, dann hätte der Super-Kamiokande genau das gleiche messen müssen wie eben dieser Detektor in Kanada.
Franziska Konitzer Und das war eben dann der endgültige Beweis, dass es tatsächlich so ist, Neutrinos verändern auf dem Weg von der Sonne zur Erde ihre Geschmacksrichtung und kommen eben in unterschiedlichen Geschmacksrichtungen an der Erde an. Es heißt, dass Neutrinos eine Ruhemasse haben, jede Ruhemasse ganz leicht unterschiedlich und dass tatsächlich irgendwas im Standardmodell der Teilchenphysik nicht stimmt.
Franziska Konitzer Und damit ist das Rätsel der Sonnenneutrinos gelöst, die nie gefehlt haben, sondern einfach nur die Geschmacksrichtung verändern können.
Karl Urban Und die Sonne ist nicht kaputt.
Franziska Konitzer Und die Sonne ist nicht kaputt und das theoretische Verständnis war richtig. Zum Schluss kann ich dir noch erzählen, dass Raymond Davies 2002 für seine Entdeckung der Sonnen-Neutrinos, weil das ist das, was ich vorhin gesagt habe, dieses Homestake-Experiment in dieser Goldmine war das erste, was Sonnen-Neutrinos nachgewiesen hat, dafür hat er eben 2002 den Nobelpreis für Physik bekommen.
Franziska Konitzer 2015 gab es für zwei Forscher, eben einen kanadischen Forscher und einen japanischen Forscher, den Nobelpreis für Physik für ihre Experimente, die eben gezeigt haben, Neutrinos ihre Geschmacksrichtung verändern können, eben für diese Neutrino-Oszillationen. Und ganz zum Schluss, seit geraumer Zeit wird tatsächlich versucht, weil jetzt weiß man zwar, Neutrinos haben eine Ruhemasse, aber was ist sie denn?
Franziska Konitzer Das wird seit geraumer Fallzeit versucht nachzumessen, unter anderem mit einem Experiment namens CATRIN am KIT in Karlsruhe. Und das versucht, die Masse vom, oh Gott, Elektron-Antineutrino zu messen. Bislang gibt es aber nur Obergrenzen. Also man hat bislang immer noch nicht die Masse gefunden. Man weiß nur, okay, es muss leichter sein als so.
Franziska Konitzer Und das Letzte, was ich gefunden habe, war, die Masse des Neutrinos muss kleiner sein als 0,8 Elektronenvolt. Das sagt einem erstmal nichts, oder Elektronenvolt pro Lichtgeschwindigkeitsquadrat. Zum Vergleich, das Elektron, das hat jetzt auch ein Elementarteilchen, negativ geladen, hat 0,511 Megaelektronenvolt.
Karl Urban Also Faktor eine Million drunter sozusagen.
Franziska Konitzer Faktor eine Million drunter.
Karl Urban Und wir wissen, das Elektron ist jetzt auch nicht ein Schwergewicht.
Franziska Konitzer Es ist jetzt auch nicht so ein Massengigant. Also, welche Masse das Neutrino auch immer haben mag, es ist wirklich leicht. Und das war meine Geschichte für dich heute, lieber Karl. die Beantwortung einer Frage, warum die Sonne scheint, mit einer Antwort, die für die Teilchenphysik ganz neue Fragen aufgeworfen hat, die bis heute ungelöst sind.
Karl Urban Sehr schön. Ich bin ja neulich am KIT. Ich glaube, das ist hier ehemaliges Forschungszentrum, ne? Kids Campus Nord steht, glaube ich, dieses Katrin-Experiment. Bin da auch vorbeigelaufen und ich fand dieses Wort Neutrino-Waage, was da irgendwo stand, auch sehr schön, weil man mit einer Waage viel assoziiert, aber definitiv keine, was ist denn das, Teilchenbeschleuniger, ist das Beschleuniger?
Franziska Konitzer Nee, nee, nee, ist kein Beschleuniger.
Karl Urban Das ist ein Detektor, einfach nur, ne?
Franziska Konitzer Das ist ein Detektor, sie warten auf, sie zählen. Ich habe das gelesen, sie zählen Zerfälle und da ist nämlich genau das bei der, sie zählen Neutrinos von der Reaktion, wo ein, oh schlag mich, ich sag wo ein Elektron, ein Elementarteilchen und ein so ein Antineutrino entstehen. Und aber von der Reaktion sind die Energien nicht festgelegt, sprich, man weiß, dass ich die, dass ich die Energie genau auf diese beiden Teilchen verteilen muss.
Franziska Konitzer Also man kann da auch sagen, okay, ich sage jetzt einfach Elektron, wahrscheinlich ist es ein Positron und ich habe mich geirrt. Aber man sagt Teilchen 1, dessen Masse auch bekannt ist, das kriegt vielleicht mal die Hälfte der Energie und die andere Hälfte der Energie geht ans Neutrino, also Wumpe. Was man vor allen Dingen sucht, sind die sehr seltenen Reaktionen, wo dieses größere Teilchen, was ja auch eine wohl definierte Ruhemasse hat oder eine wohlbekannte, wo dieses größere Teilchen alle, ich sage jetzt mal, kinetische Energie abbekommt und für das Neutrino, was ja auch in dieser Reaktion erzeugt war, gar keine Energie übrig bleibt, dann hätte man ja, ich sag mal, am Anfang der Reaktion ist die Gesamtenergie 1 und dann ist,
Franziska Konitzer für das Neutrino bleibt eigentlich keine Energie übrig, außer die Energie seiner Ruhemasse, dann hätte das andere Teilchen eben alle Bewegungsenergie plus seine Ruhemasse eben von dem 1 0,9999 bar bar bar bar bar und da übrig bleiben würde eben nur die Ruhemasse des Neutrinos. So versucht man das zu messen.
Franziska Konitzer Aber natürlich sind genau diese Zerfälle, ich meine, da zerfällt dauernd irgendwas, aber genau diese Zerfälle, was ja auch statistisch selten ist, wo quasi der eine größere Partner wirklich fast alle Energie kriegt oder so gut wie alle, die sind selten. Und deshalb ist es sehr genau, aber ja, es ist ein Waiting Game, Aber eigentlich sollten sie es rausfinden, hoffentlich. Also sie haben prinzipiell die Sensibilität, es rauszufinden.
Karl Urban Und die Lücke oder der Fehler im Standardmodell, was jetzt durch diese Neutrino-Oszillation entstanden ist, ist die denn gestopft? Oder sind jetzt auch solche Experimente immer noch ein Versuch, da irgendwie Daten zu sammeln dafür?
Franziska Konitzer Das weiß ich gar nicht. Ich bin im Standardmodell nicht so drin. Ich weiß, dass das Standardmodell, so wie es auch immer noch ist, eigentlich sagt, dass das Neutrino masselos ist. inzwischen inkorporiert. Also Standardmodell, wenn du nachguckst, stehen die ganzen Neutrino-Geschmacksrichtungen drin. Der eigentliche Witz ist, dass das Standardmodell keine...
Franziska Konitzer Erklärung dafür. Aber es ist ja ein Modell, prinzipiell muss es keine Erklärung dafür haben, aber man hat eigentlich auch sonst, glaube ich, recht wenig Idee, soweit ich weiß. Ich bin auch nicht ganz auf dem Laufenden von Teilchenphysik. Vielleicht weiß da jemand da draußen Bescheid und mir gerne … Es gibt ganz, ganz bestimmt Teilchenphysiker unter unseren HörerInnen, denke ich mal.
Karl Urban Hoffentlich, ne?
Franziska Konitzer Aber ich meine, das ist der Witz auch im Standardmodell. Ich meine, dass es sehr viele Parameter hat, die musst du wirklich messen. Es macht keine Vorhersage, warum die Masse jetzt so oder so ist. Das war ja auch der Witz beim Higgs-Boson. Du musst es, die Masse, wirklich messen. Weil das Standardmodell sagt dir eigentlich nicht, was die Masse ist.
Franziska Konitzer Also es sagt dir gar nicht, was die Masse ist. Das kann dir nur die Range sagen. Ja, da sollte es irgendwo sein. Aber was die Masse ist, keine Ahnung.
Karl Urban Okay, genau. Also falls jemand da noch mehr weiß, könnt ihr es uns gerne schicken. Ja, Ja, vielen Dank, Franzi. Jetzt weiß ich endlich, was mit meinem Daumennagel vor sich geht.
Franziska Konitzer Nichts, du machst es halt.
Karl Urban Ja, jetzt vermute ich, du hast mir fiese Fragen zur Teilchenphysik vorbereitet.
Franziska Konitzer Nein, ich habe fiese Fragen nie. Das ist der Erfolg der Direkturkutsche. Ähm ...
Karl Urban Ich habe so lange den Wecker nicht aufgezogen. So geht das, ne? Genau. Okay, ich bin bereit.
Franziska Konitzer Lieber Karl, Frage Nummer eins. Warum scheint die Sonne?
Karl Urban Kernfusion.
Franziska Konitzer Bingo. Frage Nummer zwei. Was wollten Raymond Davies und John Bacall in einem Tank voller Reinigungsmittel in einer Goldmine nachweisen?
Karl Urban Dass die Sonne nicht kaputt ist. Nee, die wollten nachweisen, ob man diese ganzen Neutrinos, die vorhergesagt sind, auch messen kann.
Franziska Konitzer Ja, sie wollten einfach nur Sonnen-Neutrinos nachweisen. Frage Nummer drei. Was war das Ergebnis dieses Experiments?
Karl Urban Dass nur ein Drittel von dem ankommt, was man vorher gesagt hat an Sonnen-Neutrinos.
Franziska Konitzer Frage Nummer vier. Und was war die Lösung für das Rätsel der fehlenden Sonnen-Neutrinos?
Karl Urban Dass die Neutrinos eigentlich in drei Geschmacksrichtungen vorkommen und sich ständig ineinander umwandeln und das Experiment aber nur die Elektron-Neutrinos, aber nicht Tau und Myon, nachweisen konnte.
Franziska Konitzer Ja! Richtig! Vier von vier ausgezeichnet.
Karl Urban Hurra!
Franziska Konitzer Sehr zufrieden. Ich auch, du.
Karl Urban Oh, sehr schön. Ja. Ja, Neutrino-Astronomie ist auch so ein Ding, also jetzt nicht nur Sonne, sondern so insgesamt. Gucken, was da kommt. Ist ja auch irgendwie ein Teil von dieser Multi-Messenger. Wir gucken nicht nur nach Photonen, nach Lichtteilchen, sondern nach allem Möglichen, was da draußen kommt.
Karl Urban War ja auch schon ein bisschen vor den Gravitationswellen da irgendwie, so als Neue.
Franziska Konitzer Ja, ja, ja, ja, ja. Neutrinos kann man schon länger nachweisen. Das ist halt das Ding bei denen, das ist halt immer, weil sie so wenig wechselwirken, genauen Energien und die Richtung und pipapo. Aber ich glaube, ich habe dir mal eine Geschichte erzählt, dass ich auf die nächste galaktische Supernova warte und da gibt es ja eben diese Frühwarnsysteme und das sind ja Neutrinodetektoren, diese Frühwarnsysteme, weil auch bei einer Supernova-Explosion halt wahnsinnig viele Neutrinos freigesetzt werden und die ja im Gegensatz zur Sichtwandtrahlung sofort vom Ort des Geschehens quasi anfangen, durchs All zu reisen.
Franziska Konitzer Deshalb sind da Neutrinodirektoren auf der ganzen Welt eigentlich zusammengeschaltet. Und sollte es quasi so ein Burst aus Neutrinos gehen, also man stellt sich Burst spektakulär vor, es sind dann halt ein paar Dutzend, dann würde man wissen, okay, in 10, 20 Minuten oder so was würde man eine neue Supernova sehen.
Franziska Konitzer Aber ja, also es ist definitiv, oder Ice Cube da am Südpol? Südpol, Nordpol? Nee, Südpol müsste es sein.
Karl Urban Das ist, glaube ich, Experimental, was am Eis versenkt ist.
Franziska Konitzer Genau, das ist auch ...
Karl Urban Oh, da kann ich auch eine Folge placken. Nämlich hatte ich in einer Zeit, wo du zeitweise nicht dabei warst ...
Franziska Konitzer Ja, überwintern am Südenpol.
Karl Urban Genau, den Herrn Schwarz. Fällt gerade sein Vornamen nicht ein. Genau, das ... Aber der ist eigentlich, glaube ich, gar kein Astronom per se, sondern der hat vor allem dieses Experiment mit aufgebaut. Ich glaube, auch im Vorgängerexperiment schon mitgearbeitet. War sehr spannend, auch so Arbeiten am Limit, auch so was körperlich und was die Technik angeht. Aber funktioniert super.
Franziska Konitzer Alles für die Wissenschaft.
Karl Urban Genau.
Franziska Konitzer Dann haben wir's für heute, oder?
Karl Urban Dann haben wir's für heute. Dann war sie das nämlich, die 79. Ausgabe von Astrogeo. Und wir danken allen, die unsere Arbeit unterstützen. Das sind die regelmäßigen AbonnentInnen der RIV-Reporter. Und die RIV-Reporter sind eine Genossenschaft von über 100 freien und unabhängigen Journalistinnen und Journalisten, die zu vielen relevanten Themen arbeiten.
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Franziska Konitzer Hurra. Und wir danken allen, die diesen Podcast direkt unterstützen. Heute bedanke ich mich besonders bei Wiebke. Die unterstützt uns nicht nur finanziell, sondern hat mir auch einen Literaturtipp geschickt, den ich demnächst einmal reinlesen bzw. Reinhören werde. Vielen Dank. Dankeschön. Und die Beiträge unserer Unterstützer helfen uns schon, die Fixkosten dieses Podcasts zu decken, aber leider noch nicht viel mehr. Und deshalb freuen wir uns über weitere Unterstützung auf Steady oder über direkte Überweisungen.
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