Kosmische Spurensuche - MPP Theory Group - Max-Planck ...

Abb. 11a: Falschfarbenbildder Sonne im „Licht“ derNeutrinos. Es entstand ausdem Sonnenneutrino-Fluss,gemessen mit dem japanischenDetektor Super-Kamiokande.Die Winkelauflösungist allerdings sehr gering,so dass die sichtbare Sonnenur ein kleiner Punkt imZentrum dieses Bildes ist.(Foto: B. Svoboda, LSU)Abb. 11: Der Innenraum des japanischen Super-Kamiokande Neutrinoobservatoriums zum Zeitpunkt der ersten Befüllung mit ultrareinem Wasser im Jahre 1996. DerDetektor ist ein zylindrischer Hohlraum mit einer Höhe und einem Durchmesser von jeweils rund 40 m. Neutrinos erzeugen in dem 50 000 t fassenden Wasservolumengelegentlich Elektronen, die ihrerseits Lichtblitze (Tscherenkowlicht) aussenden, das von den rund 12 000 Lichtsensoren (Photomultiplier-Röhren) aufgefangenwird. (Foto: Kamioka Observatory, Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo)Neutrinos entstehen auch in enormenMengen, wenn ein massereicher Sternseinen Brennstoff verbraucht hat und alsSupernova explodiert. Bei einem solchenVorgang bricht der innere Teil des Sternsin sich zusammen, und es entsteht einultrakompakter Neutronenstern. Hierbeiverdichtet sich die Materie und wirdenorm heiß. In diesem Plasma bilden sichinnerhalb weniger Sekunden Neutrino-Antineutrino-Paare. Ein solcher Neutrinoblitzsetzt eine Energiemenge in Neutrinosfrei, die rund 15% des Massenäquivalentseiner Sonnenmasse entspricht.û Supernovae S. 48Eine historisch bislang einmalige Messunggelang in diesem Zusammenhangam 23.Februar 1987,als rund zwanzig Neutrinosvon der Supernova 1987A (Abb. 12)14nachgewiesen werden konnten. Diesgelang mit dem japanischen KamiokandeII Detektor, dem Vorläufer des in Abb. 11dargestellten Super-Kamiokande Observatoriums,sowie mit dem amerikanischenIMB Detektor und dem sowjetischenBST Experiment.Es ist bemerkenswert, dass Kamiokandeund IMB ursprünglich gebaut wordenwaren, um nach dem Zerfall des Protonszu suchen, denn es wird vermutet, dassdiese Teilchen nicht völlig stabil sind.Jedoch selbst Super-Kamiokande hatnoch keinen Hinweis auf Protonzerfällegefunden, so dass man noch empfindlichereInstrumente braucht, um diesenextrem seltenen Prozess zu finden.û Borexino/LENA S. 50In unserer Galaxie ereignen sich pro Jahrhundertnur einige wenige Supernovae.Heute sind die Forscher weltweit mitmehreren Neutrinodetektoren für dienächste galaktische Supernova gerüstet.Eine Supernova in unserer Galaxie ließesich dann nicht nur im Spektrum derelektromagnetischen Strahlung vomRadio- bis zum Gammabereich beobachten,sondern erstmals sehr wahrscheinlichauch mit Neutrinodetektoren undvielleicht sogar mit Gravitationswellen-Detektoren. Dies würde unsere Kenntnissesolcher Sternexplosionen bedeutenderweitern.û Borexino/LENA S. 50 û Baikal/AMANDA/IceCube S.74 û Geo600/LISA S.84Die systematische Untersuchung derSonnenneutrinos und die Entdeckung