Teilchenphysik: Höchstenergetisches kosmisches Neutrino bestätigt offene Theorie

Am 8. Dezember 2016 wurde im IceCube Neutrino Observatorium am Südpol ein extrem hochenergetisches Neutrino gemessen, das überraschende Rückschlüsse auf fundamentale Fragen der Teilchenphysik erlaubt. Neutrinos mit so hoher Energie sind selten, auch mit IceCube kann ein solches Ereignis nur alle paar Jahre gemessen werden. Die äußerst komplexe Auswertung wurde nun in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

IceCube ist eine internationale Kollaboration, an der auch das KIT beteiligt ist. Mithilfe von etwa 5 000 ultra-sensitiven Lichtsensoren, die tief in das antarktische Eis eingelassen sind, misst IceCube seit 2010 rund um die Uhr Neutrinos in einem Volumen von einem Kubikkilometer. Die nun veröffentlichten Ergebnisse zeigen: Das Neutrino hat seinen Ursprung außerhalb unseres Sonnensystems und bestätigt zudem erstmals eine schon 60 Jahre alte Theorie der Teilchenphysik, die sogenannte Glashow-Resonanz: In einem definierten Energiebereich, in genau dem die Energie des gemessenen Neutrinos liegt, reagieren die Neutrinos hundertmal stärker mit Materie als in anderen Energiebereichen.

„Das KIT beteiligt sich aufgrund seiner Expertise insbesondere an der instrumentellen Verbesserung des Observatoriums“, erklärt Andreas Haungs, wissenschaftlicher Koordinator der IceCube-Beteiligung des KIT. „Außerdem simulieren wir hochenergetische Ereignisse mit dem in Karlsruhe entwickelten Programm CORSIKA und analysieren eine spezielle Ereignisklasse, die hochenergetische geladene kosmische Strahlung. Diese Auswertungen erfordern enorme Rechenleistungen, weshalb wir hierzu auf das Grid Computing Centre Karlsruhe zurückgreifen.“

jha, 15.03.2021