Neutrinooszillationen

Zusammenfassung

Bekanntlich wurde ursprünglich das Neutrino ν von Wolfgang Pauli postuliert, um die Energieerhaltung beim Betazerfall zu ‚retten‘. Bei genauerem Hinschauen stellte sich dann später heraus, dass zu jedem der drei Elementarteilchen Elektron e, Myon µ und Tauon τ ein eigenes Neutrino existiert, also ν _e, ν _µ und ν _τ. Die Ruhemasse aller drei Neutrinos musste verschwindend klein sein; man ging überwiegend davon aus, dass sie null sei.

Wir nehmen jetzt einen Szenenwechsel vor und betrachten die Sonne bzw. die von der Sonne ausgehende Strahlung. Unter dieser befinden sich auch die drei Neutrinoarten, und zwar in einem bestimmten Verhältnis, das man auf der Basis der geltenden Sonnenmodelle einigermaßen zuverlässig bestimmen kann. Messungen auf der Erde ergeben aber andere Werte für dieses Verhältnis. Die Frage war nun: Sind die Sonnenmodelle falsch oder stimmt etwas mit unserer Beschreibung der Neutrinos nicht?

Es gab gute Argumente dafür, die Sonnenmodelle als richtig anzusehen. Also musste sich etwas bei den Neutrinos ändern. Und zwar dieses: Wenn man annimmt, dass die Ruhemassen der Neutrinos eben nicht exakt null sind, können sich die drei Neutrinoarten im Lauf der Zeit ineinander verwandeln (Neutrinooszillationen), das heißt also auch auf demWeg von der Sonne zur Erde. Und so ist es dann erklärlich, dass wir auf der Erde eine andere relative Häufigkeit der drei Neutrinos messen als von den Sonnenmodellen vorhergesagt.