MIT-Forscher legen Konzept für den Bau eines Neutrino-Lasers vor

Forscher der renommierten Technologie-Uni MIT und der University of Texas at Arlington haben ein Konzept vorgestellt, das wie Science-Fiction klingt: Sie wollen einen "Neutrino-Laser" konstruieren.

Kaum greifbare Teilchen

Das neuartige Gerät könnte dabei helfen, eines der geheimnisvollsten Teilchen des Universums genauer zu untersuchen. Neutrinos gelten als die häufigsten Teilchen mit Masse im Universum. Doch obwohl Billionen von ihnen in jeder Sekunde unseren Körper durchdringen, sind sie extrem schwer nachzuweisen - ihr Spitzname "Geisterteilchen" ist daher nur allzu passend.

Bislang beruhen die aufwendigsten Experimente zur Erforschung von Neutrinos darauf, riesige Mengen Wasser oder Eis zu überwachen und darauf zu hoffen, dass eines der Teilchen zufällig mit einem Atomkern kollidiert.


Die neue Idee der US-Forscher setzt an einem anderen Punkt an: Sie schlagen vor, eine Wolke von Rubidium-83-Atomen auf eine Temperatur unterhalb der des interstellaren Raums abzukühlen. In diesem extremen Zustand bilden die Atome ein Bose-Einstein-Kondensat, also eine Art "Superatom", in dem sich ihre Eigenschaften synchronisieren. Da Rubidium-83 beim Zerfall Neutrinos freisetzt, könnten diese Teilchen in einer solchen Anordnung nicht mehr zufällig, sondern gebündelt in eine bestimmte Richtung ausgesendet werden - ähnlich wie Licht in einem herkömmlichen Laserstrahl.

Basis für neue Experimente

Ein solcher Neutrino-Laser könnte gleich mehrere Probleme der modernen Physik adressieren. Mit einem konzentrierten Strahl ließe sich die Wahrscheinlichkeit, Neutrinos einzufangen, erheblich steigern. Das würde nicht nur die Detektion vereinfachen, sondern auch neue Antworten auf grundlegende Fragen ermöglichen: Welche Rolle spielen Neutrinos bei der Entstehung von Dunkler Materie? Oder: Warum hat sich nach dem Urknall Materie gegenüber Antimaterie durchgesetzt?

Darüber hinaus wären auch technische Anwendungen denkbar. Da Neutrinos Materie fast ungehindert durchdringen, könnten sie in Zukunft für eine völlig neue Form der Kommunikation genutzt werden - selbst durch Felsgestein oder ganze Planeten hindurch. Noch ist das Konzept reine Theorie. "Wenn wir im Labor zeigen können, dass so ein Laser funktioniert, wird es spannend", erklärt MIT-Physiker Joseph Formaggio. Die Arbeit der Forscher erschien jüngst in der Fachzeitschrift Physical Review Letters - und markiert möglicherweise den Beginn einer neuen Ära in der Teilchenforschung.


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