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Frage der massiven Neutrinos „irritiert bis heute“

Dazu habe ich meine Meinung geändert Frage der massiven Neutrinos „irritiert bis heute“

In der Rubrik "Dazu habe ich meine Meinung geändert" berichten Wissenschaftler, welche Überzeugungen sie im Laufe des Lebens über Bord geworfen haben. In dieser Woche erklärt Professorin Ilka Agricola, Dekanin des Fachbereichs Mathematik und Informatik, welche Frage sie bis heute irritiert.

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Professorin Ilka Agricola vom Fachbereich Mathematik an der Uni Marburg in der neuen Modellsammlung.

Quelle: Thorsten Richter

Marburg. In der Mathematik und in den Naturwissenschaften spielen Meinungen keine so große Rolle – wissenschaftliche Erkenntnis beruht auf Beweisen oder experimentellen Befunden, die unabhängig davon gelten, ob sie uns „gefallen“ oder nicht.

Allerdings gibt es einen Graubereich ungeklärter Fragen, bei denen uns die Antwort einfach noch nicht bekannt ist. Die Wissenschaftler kommen dann aufgrund ihrer Erfahrung zu einer gewissen Intuition, welche Antwort ihnen am naheliegendsten erscheint – und können da gewaltig irren. Dabei meine ich in erster Linie gar nicht Personen, die direkt an der Beantwortung der Frage arbeiten, sondern die wissenschaftliche „community“ als ganzes, die eine gewisse Vorstellung davon entwickelt, was wohl herauskommen wird.

Ein Fall einer solchen völlig fehlgeschlagenen Intuition irritiert mich bis heute. Die theoretische Physik sortiert Elementarteilchen in Familien mit gewissen Eigenschaften – Elektronen, Quarks, Photonen … Zu den mysteriösesten Teilchen gehören die Neutrinos, deren Existenz der Physiker Wolfgang Pauli 1930 theoretisch vorhersagte und die 1956 experimentell bestätigt wurden. Doch es blieb die Frage: Sind Neutrinos masselos und bewegen sich dann zwingend wie Photonen mit Lichtgeschwindigkeit oder haben sie eine (dann auf jeden Fall winzige) Masse? Was nach einer akademischen Frage klingt, ist für die Physik von enormer Bedeutung, denn es gibt sehr, sehr viele Neutrinos – ihre Massen würden sich also aufgrund ihrer Häufigkeit zu einer gewaltigen Summe addieren, die im Universum irgendwie nachweisbar sein müsste.

Als ich 1991 mein Studium der Physik an der TU München begann, war die Frage noch ungeklärt, aber es hatte sich die Meinung herausgebildet, dass Neutrinos wohl masselos seien, es fehlte nur der endgültige Nachweis – weil die inneren Symmetrien des Standardmodells so ungleich einsichtiger und mathematisch eleganter sind; und die Betrachtung von Symmetrien war ein ausgesprochen erfolgreiches Konzept der Elementarteilchenphysik. Doch ab 1997 mehrten sich Gerüchte über den Nachweis von sogenannten Neutrino-Oszillationen, aus denen unter anderem folgt, dass die Masse der Neutrinos nicht null sein kann. Die experimentellen Befunde wurden nach und nach bestätigt, 2015 bekamen Takaaki Kajita und Arthur Bruce McDonald hierfür den Nobelpreis für Physik.

Aber warum die Natur in ihrem Bauplan massive Neutrinos vorsieht, habe ich immer noch nicht verstanden, es ist mathematisch einfach nicht einsichtig.

von Ilka Agricola

In dieser Rubrik berichten Wissenschaftler, welche Überzeugungen sie über Bord geworfen haben. Per Mail an universum@op-marburg.de können Sie sich beteiligen.

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