Neutrino

Stichpunkte

Allgemein
	weitere Bedeutungen dieses Begriffes können über Neutrino (Begriffsklärung) aufgerufen werden. Das Neutrino ist ein Elementarteilchen
	Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Bedeutung des Begriffs Neutrino als Elementarteilchen
	wie jedes Elementarteilchen
	Es gehört zu den Leptonen und wird nur durch die Schwache Wechselwirkung und
	gemäß Allgemeiner Relativitätstheorie auch durch die Gravitation beeinflusst
	Das Neutrino besitzt als Fermion im Standardmodell einen Spin von <math> hbar/2 <math> und negative Helizität
	Die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit des Neutrinos ist äußerst klein
	ν. Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
	das Z-Boson und das W-Boson als Austauschteilchen der Schwachen Wechselwirkung möglich und daher schwierig. Das Symbol für das Neutrino ist der griechische Buchstabe "Ny"
	Sein Nachweis ist nur über den geladenen und neutralen Strom
	"Verbergen") 1 Drei Neutrinogenerationen und Antineutrinos 2 Neutrino- und Antineutrinoreaktionen 3 Neutrinomasse 4 Neutrinoastronomie 5 Geschichte 6 Videos 7 Weblinks [Bearbeiten]
Drei Neutrinogenerationen und Antineutrinos
	Drei Generationen von Leptonen sind bekannt
	Myon und Tauon) und einem elektrisch neutralen
	die jeweils aus einem Paar aus einem elektrisch geladenen Teilchen (Elektron
	assoziierten Neutrino bestehen
	Man spricht vom Elektron-Neutrino (νe)
	Myon-Neutrino (νμ) und Tau- oder Tauon-Neutrino (ντ)
	Alle Leptonen tragen die sog. "Schwache Ladung" und Spin 1/2
	also ein Elektron-Antineutrino
	Daneben gibt es zu jedem Neutrino auch ein Antiteilchen (Antineutrino)
	Myon-Antineutrino und Tauon-Antineutrino
	Die Leptonen unterscheiden sich von Generation zu Generation nur durch die unterschiedlichen Massen der elektrisch geladenen Leptonen während von den Massen der Neutrinos bisher nur obere Grenzen bekannt sind
	Die Anzahl der Neutrinoarten mit einer Neutrinomasse
	wurde in Präzisionsexperimenten u. a. an L3 im CERN zu genau Drei bestimmt
	die kleiner als die Masse des Z-Bosons ist
	Es gibt Hinweise auf einen sogenannten neutrinolosen doppelten Betazerfall
	dass entweder die Erhaltung der Leptonenzahl verletzt wäre
	Dies würde bedeuten
	oder das Neutrino sein eigenes Antiteilchen wäre
	im Widerspruch zum jetzigen Standardmodell
	dass das Neutrinofeld kein Dirac Spinor sondern ein Majorana Spinor wäre
	In der quantenfeldtheoretischen Beschreibung hieße dies
	Die Physiker Lee und Yang gaben den Anstoß für ein Experiment zur Untersuchung der Spins von Neutrinos und Antineutrinos
	dass die Paritätserhaltung nicht ausnahmslos gilt
	Dieses wurde 1956 von Frau Wu ausgeführt und brachte das Ergebnis
	was bedeutet
	Das Neutrino erwies sich als "Linkshänder"
	dass es in Bezug auf seine Bewegungsrichtung gegen den Uhrzeigersinn rotiert
	Damit wird eine objektive Erklärung von "links" und "rechts" möglich
	sondern auch die Parität
	Im Bereich der schwachen Wechselwirkung muss demnach beim Ãœbergang von einem Teilchen zu seinem Antiteilchen nicht nur die elektrische Ladung
	d.h. der Spin vertauscht werden
	Die schwache Wechselwirkung unterscheidet sich also von der elektromagnetischen Wechselwirkung durch die Verknüpfung der sogenannten "schwachen Ladung" mit der Rechts- oder Linkshändigkeit eines Teilchens
	Bei den Leptonen und Quarks haben nur die linkshändigen Teilchen und ihre rechtshändigen Antiteilchen eine schwache Ladung
	Dagegen sind die rechtshändigen Teilchen und ihre linkshändigen Antiteilchen gegenüber der schwachen Ladung neutral
	Teilchen mit schwacher Ladung können aus dem Vakuum auftauchen und wieder verschwinden
	Man bezeichnet dieses Phänomen als "spontane (Spiegel-)Symmetriebrechung". [Bearbeiten]
Neutrino- und Antineutrinoreaktionen
	an der ein Neutrino teilnimmt
	ein Elektron und ein Anti-Elektron-Neutrino zerfällt
	in dem ein Neutron in ein Proton
	ist der Betazerfall
	Die bekannteste Reaktion
	Dabei emittiert eines der beiden down-Quarks des Neutrons das intermediäre Vektorboson W-(beim beta+ Zerfall W+)
	wobei es sich in ein up-Quark verwandelt
	Das emittierte W- Boson zerfällt schließlich in ein Elektron und ein Antineutrino
	ein bis dahin unbeobachtetes Elementarteilchen zu postulieren
	Das kontinuierliche Spektrum des Betazerfalls führte Wolfgang Pauli dazu
	Dieses Teilchen sollte einen Teil der beim Zerfall freiwerdenden Energie tragen
	und so die Impulserhaltung sicherstellen
	Pauli nannte sein am 4
	benannte Enrico Fermi es in Neutrino (kleines Neutron
	"Neutrönchen") um
	Dezember 1930 in einem privaten Brief postuliertes hypothetisches Teilchen zuerst Neutron; um einen Konflikt mit dem heute unter gleichem Namen bekannten Teilchen zu vermeiden
	Erst 1933 stellte Pauli seine Hypothese einem breiteren Publikum vor und musste dann noch 23 Jahre auf den experimentellen Nachweis warten
	Elektron-Neutrinos entstehen auch in großer Zahl in der Sonne bei der Fusion von Wasserstoff zu Helium zur Energiegewinnung
	um die exakten Prozesse im Inneren der Sonne und die fundamentalen Wechselwirkungen der Physik zu verstehen. [Bearbeiten]
	Die Beobachtung der so genannten Sonnenneutrinos ist wichtig
Neutrinomasse
	Die vollständige Hamilton-Funktion der Quanteneigenzustände in der Glashow-Salam-Weinberg Theorie enthält Massenterme für die Neutrinos ohne jedoch einen Hinweis auf die Grösse der Masse zu geben
	diese zu Null zu setzen
	Weil jedoch die experimentellen Obergrenzen der Neutrinomassen mehrere Größenordnungen unterhalb der Massen der asoziierten geladenen Leptonen liegen
	ist es bei vielen Berechnungen zulässig
	Im Standardmodell der Elementarteilchen wird bei der Herleitung der Masseneigenzustände der Fermionen (Leptonen und Quarks)aus den Quanteneigenzuständen die Neutrinomasse zu Null gesetzt
	so dass der Nachweis einer Neutrinomasse eine Vervollständigung dieses Modells erfordert
	welche massive Neutrinos vorhersagen
	Es gibt Erweiterungen zu dem heutigen Standardmodell und auch einige interessante Große Vereinheitlichte Theorien
	dass sie sich von einer Neutrinoart in eine andere umwandeln können (Neutrinooszillation)
	denn Massenunterschiede zwischen den Neutrinogenerationen sind die Voraussetzung dafür
	Neueste Messungen deuten darauf hin
	dass Neutrinos tatsächlich eine im Vergleich zu den asoziierten geladenen Leptonen sehr kleine aber von Null verschiedene Ruhemasse besitzen
	Eine Bestätigung dieser Beobachtung hätte weitreichende Konsequenzen für die Kosmologie
	insbesondere in der Frage der Dunklen Materie
	Eine von Null verschiedene Ruhemasse der Neutrinos könnte das Problem der solaren Neutrinos lösen. [Bearbeiten]
Neutrinoastronomie
	Bekannte Neutrinodetektoren sind das Sudbury Neutrino Observatory (SNO) und Super-Kamiokande
	Sie weisen solare und atmosphärische Neutrinos nach und erlauben u. a
	da die im Sonneninneren ablaufenden Reaktionen bekannt sind
	Rückschlüsse auf die Neutrinomasse und Neutrinoart
	Experimente wie Chooz oder Kamland sind in der Lage über den inversen Betazerfall Geoneutrinos und Reaktorneutrinos nachzuweisen und liefern komplementäre Information aus einem Bereich
	der von solaren Neutrinodetektoren nicht abgedeckt wird
	Antares und Nestor haben den Nachweis kosmogener Neutrinos zum Ziel
	Experimente wie Amanda
	Auch die bei Supernovaexplosionen entstehenden Neutrinos lassen sich nachweisen und geben Informationen über die Vorgänge während einer Supernova. [Bearbeiten]
Geschichte
	Wolfgang Pauli postulierte 1930 erstmals das Neutrino
	Die ersten bedeutenden Erforschungen der Neutrionos nahm Bruno Pontecorvo in den 1930er Jahren vor. [Bearbeiten]
Videos
	Real Video: Wo sind die Neutrinos? (http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=030119.rm) (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri) Real Video: Was sind Neutrinos? (http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=021013.rm) (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri) [Bearbeiten]
Weblinks
	Neutrino Unbound - umfangreichstes Onlinearchiv
	Link Site
	alle wichtigen Paper (http://www.nu.to.infn.it) Astro-Teilchenphysik (http://www.astroteilchenphysik.de/) The Ultimate Neutrino Page - umfangreiches Onlinearchiv (http://cupp.oulu.fi/neutrino/) Verschiedene Neutrino Experimente
	auf englisch (http://www.sno.phy.queensu.ca/sno/experiments.html) SNO - Sudbury Neutrino Observatory (http://www.sno.phy.queensu.ca/) Super-Kamiokande (http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/doc/sk/index.html) KamLAND (http://www.awa.tohoku.ac.jp/html/KamLAND/) Amanda - Neutrinoexperiment am Südpol (http://amanda.uci.edu/) OPERA - Neutrinooszillationsexperiment (http://operaweb.web.cern.ch/operaweb/index.shtml) KATRIN - Messung der absoluten Neutrinomasse am Tritium-Betazerfall (http://www-ik1.fzk.de/tritium/) GENIUS - Neutrinoloser Doppelbetazerfall (http://www.mpi-hd.mpg.de/non_acc/genius.html) Gran Sasso Underground Laboratory (Standort von u.a
	BOREXINO (http://www.lngs.infn.it) DESY - The Solar Neutrino Problem (englisch) (http://www.desy.de/user/projects/Physics/ParticleAndNuclear/solar_neutrino.html) ca:Neutrí da:Neutrino en:Neutrino es:Neutrino fr:Neutrino he:נייטרינו hr:Neutrino hu:Neutrínó id:Neutrino it:Neutrino ja:ニュートリノ nl:Neutrino pl:Neutrino pt:Neutrino ru:Ð?ейтрино simple:Neutrino sl:Nevtrino sv:Neutrino zh:中微å­?
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