Breakthrough Prize for Fundamental Physics 2016
Nach dem Nobelpreis für Physik wird nun ein weiterer hoch renommierter Wissenschaftspreis für die Entdeckung und das Studium der Neutrino-Oszillationen verliehen. Der „Breakthrough Prize for Fundamental Physics“ ist mit 3 Millionen US-Dollar dotiert und geht für das Jahr 2016 an ca. 1300 Wissenschaftler der Neutrino-Experimente Super-Kamiokande, SNO, KamLAND, Daya Bay, K2K und T2K. Auch sieben Angehörige des III. Physikalischen Instituts sind als Mitglieder der T2K-Kollaboration unter den Ausgezeichneten. Der Preis wurde im Rahmen einer Gala im NASA Ames Research Center in Moffett Field (Kalifornien) an die Leiter der einzelnen Forschergruppen übergeben.
Im T2K-Experiment wird ein Neutrinostrahl über eine Entfernung von rund 300 Kilometern quer durch Japan nach Super-Kamiokande geschickt. Auf dem Weg wandelt sich ein Teil der ausgesandten Myon-Neutrinos in andere Neutrino-Arten um, was man als Neutrino-Oszillation bezeichnet. Vorher wird der ausgesandte Strahl mit Hilfe eines Nah-Detektors untersucht und vermessen. Im Forschungszentrum J-PARC war die T2K-Gruppe des III. Physikalischen Instituts am Aufbau des Nahdetektors beteiligt und trägt nun zu seinem Betrieb bei. Aktuell werden in der Gruppe die Neutrino-Wechselwirkungen innerhalb des Nahdetektors untersucht, um die Zusammensetzung des Neutrinostrahls und die Wirkungsquerschnitte der Neutrinos zu vermessen. Seit kurzem untersucht T2K auch die Oszillation von Anti-Neutrinos. Sollten sich hier Unterschiede zu den Neutrinos zeigen, wäre dies ein Hinweis für CP-Verletzung im leptonischen Sektor und eine mögliche Antwort auf die Frage, wieso das Universum nur aus Materie und nicht aus Anti-Materie besteht.
Ein weiteres Zukunftsprojekt der Neutrinophysik, an dem das Institut beteiligt ist, ist das JUNO-Experiment, ein Nachfolgeprojekt des ebenfalls mit dem Breakthrough prize ausgezeichneten Daya-Bay-Experiments. Hier nutzen wir die während unserer Beteiligung im Double-Chooz-Experiment gewonnenen Erfahrungen beim Nachweis und der Messung von Reaktor-Neutrinos. In dem im Aufbau befindlichen JUNO-Experiment sollen die Neutrinos, die von zwei Kernkraftwerken in Südchina ausgesandt werden, in 50 km Entfernung ebenfalls auf Oszillations-Effekte untersucht werden. Hierdurch erhofft man sich insbesondere die Entschlüsselung der Massenhierarchie der Neutrinos, also die Antwort auf die Frage, welche Anordnung deren drei verschiedene Massenzustände besitzen.
Weitere Informationen:
T2K-Gruppe
www.breakthroughprize.org