Für fundamentale Erkenntnisse zum Standardmodell der Teilchenphysik erhalten der Japaner Takaaki Kajita (56) und der Kanadier Arthur McDonald (72) den Physik-Nobelpreis. Sie hätten die Annahme widerlegt, dass Neutrinos masselos seien, teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag in Stockholm mit. Die höchste Auszeichnung für Physiker ist mit umgerechnet etwa 850 000 Euro (acht Millionen Schwedischen Kronen) dotiert.
Neutrinos sind elektrisch neutrale Elementarteilchen. Die Ergebnisse der beiden Wissenschaftler seien der Schlüssel für die Experimente gewesen, bei denen gezeigt wurde, dass Neutrinos ihre Zustände verändern können, hieß es in der Begründung. Diese Metamorphosen wiederum seien ohne Masse nicht möglich.
„Wir sind natürlich sehr zufrieden, dass wir dem Wissen der Welt in der Physik etwas auf einem sehr grundlegenden Level hinzufügen konnten“, sagte McDonald in einer ersten Reaktion – auch wenn die Erfahrung gerade etwas „einschüchternd“ sei.
„Jede Sekunde passieren Milliarden von Neutrinos unseren Körper“, sagte Nobeljurorin Olga Botner. Nach den Lichtteilchen, den Photonen, sind die Neutrinos die am zahlreichsten vorkommenden Teilchen des Universums. Die Erde wird beständig mit ihnen bombardiert. Viele dieser Neutrinos entstehen bei Reaktionen der kosmischen Strahlung mit der Atmosphäre, andere bei den Kernreaktionen in der Sonne.
Takaaki Kajita erkannte, dass Neutrinos aus der Erdatmosphäre auf dem Weg zum Super-Kamiokande-Teilchendetektor ihre Zustände wechseln. Zur gleichen Zeit zeigte McDonalds Forschergruppe an der Queen's University, dass von der Sonne kommende Neutrinos auf dem Weg zur Erde nicht verschwinden: Stattdessen wurden sie am Sudbury-Neutrino-Observatorium (SNO) mit einer anderen Identität erfasst.
Das Phänomen, dass Neutrinos ihre Identität wechseln können, wird Neutrino-Oszillation genannt: Die drei Sorten – Elektron-, Myon- und Tau-Neutrino – wandeln sich spontan ineinander um. Überraschend war diese Entdeckung vor allem, weil solche Oszillationen nur möglich sind, wenn Neutrinos eine Masse haben. Im Standardmodell der Teilchenphysik aber wurden die Teilchen bis dahin als masselos angenommen.
Mit den Entdeckungen wurde klar, dass das Modell offensichtlich noch nicht komplett ist. „Die Entdeckung hat unser Verständnis von den innersten Materie-Vorgängen verändert und kann für unsere Sicht auf das Universum entscheidend sein“, hieß es von der Akademie.
Die Überreichung der Auszeichnungen findet traditionsgemäß am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.
