Neutrinos sausen unbemerkt durchs All, durch Materie und durch unseren Körper. Doch neulich ist ein lichtschnelles Exemplar aufgeflogen.
Neutrinos sind notorische Eigenbrötler. Sie sind winzig, haben kaum Masse, null Ladung und wechselwirken daher nur sehr schwach mit Materie. Die subatomaren Teilchen geistern zahlreich und doch praktisch unbemerkt durchs All. Sie durchqueren Sternenkerne, Galaxienhaufen, die Erde und auch unseren Körper – zu Billionen in jeder Sekunde – ohne, dass wir etwas davon spüren.
Gigantische Observatorien mit einem Gespür für Geisterteilchen
Wer diese Elementarteilchen beobachten will, muss einen grossen Aufwand betreiben und eine besondere Art von Teleskopen bauen. An Orten, zu denen keine anderen Teilchen durchdringen und wo die superschwachen Neutrino-Signale ungestört und leichter zu detektieren sind.
Eins dieser Teleskope hat im Jahr 2023 ein Signal aufgespürt, das jetzt nach zwei Jahren Rechenarbeit von 350 beteiligten Forschenden auf das energiereichste je beobachtete Neutrino zurückgeführt werden konnte. Das Teilchen war beinahe lichtschnell auf Spritztour im Mittelmeer unterwegs, wo es prompt geblitzt wurde. Und zwar vom Tiefsee-Observatorium KM3NeT, das am Meeresboden zwischen Sizilien und Südfrankreich seine Fühler nach den Geisterteilchen ausstreckt.
Das ultrahochenergetische Neutrino schoss mit einer Energie von 220 Peta-Elektronenvolt – 220 Millionen Milliarden Elektronenvolt also – am Teleskop vorbei. Das ist das 16’000-fache dessen, was der stärkste Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider (LHC) am Cern, mit Teilchenkollisionen erzeugen kann. Eine gigantische Energiemenge zusammengepresst auf einem der winzigsten Materie-Tupfen unseres Universums.
Ein Gruss aus dem Hochenergie-Universum
Im Kern geht es bei dieser Forschung um die Frage: Was um Himmelswillen hat dieses Teilchen derart heftig angeschoben, dass es mit einer solch unfassbaren Geschwindigkeit durchs All rast? Der Antwort sind Physikerinnen und Astronomen nun ein kleines Schrittchen nähergekommen.
Der winzige mediterrane Raser ist Ausdruck kosmischer Extreme. Ein unsozialer Bote aus dem Hochenergie-Universum. Und weil ein Neutrino durch Materie gehen kann, verweist es direkt auf seinen Ursprungsort. Dorthin, wo gigantische kosmische Teilchenbeschleuniger wie supermassereiche Schwarze Löcher, Sternenexplosionen und Gammastrahlenausbrüche