Wissenschaftler untersuchen Geheimnisse des Universums durch revolutionäres Experiment
Ein internationales Projekt unter der Leitung des VK wird die Mechanismen des Urknalls und die Entstehung unseres Universums untersuchen. Im Rahmen des bahnbrechenden Projekts, das 9,7 Millionen GBP (14 Millionen Euro) von der Regierung des VK erhielt, wird eine hochmoderne Technologie zur Untersuchung der Merkmale geheimnisvoller Neutrino-Teilchen entwickelt und ein einzigartiger Engineering-Technologie-Demonstrator im Rutherford Appleton Laboratory in Oxfordshire (VK) gebaut. Das als MICE (Muon Ionisation Cooling Experiment) bekannte Projekt bringt 140 internationale Physiker und Ingenieure aus Belgien, Frankreich, Italien, den Niederlanden, dem VK, Japan, Russland, der Schweiz und den USA zusammen. Wie das britische Ministerium für Handel und Industrie (DTI) erklärt, wissen die Wissenschaftler bereits, dass Neutrino-Teilchen entstehen, wenn ein Myon - ein wichtiges Element in der Teilchenphysik - zerfällt, und dass die Kontrolle der Lieferung von Myonen direkte Auswirkungen auf die Neutrinoproduktion hat. "Dieser Versuch wird der erste Schritt für den Bau einer innovativen Neutrino-Fabrik sein, eine futuristische Einrichtung, die den Wissenschaftlern erlauben wird, aufregende neue Bereiche der Physik zu erforschen, die noch nicht verstanden werden", so das DTI. Diese spezielle Neutrino-Fabrik soll in den kommenden fünf Jahren gebaut werden. In den letzten 30 Jahren haben die Wissenschaftler das Standardmodell der Teilchenphysik verwendet, um die grundlegenden Teilchen und Kräfte der Natur zu erklären. Dem Standardmodell zufolge besitzen Neutrinos keine Masse. Allerdings haben die jüngsten Beobachtungen von Sonnenneutrinos gezeigt, dass sie während ihrer Reise von der Sonne zur Erde zwischen drei Formen - Elektron, Tau und Myon - oszillieren. Da Oszillationen nur eintreten können, wenn Neutrinos Masse besitzen, impliziert dies, dass das Standardmodell entweder unvollständig oder falsch ist. MICE wird daher das Verhalten von Myonen untersuchen, wenn diese Stoffe durchdringen und dann beschleunigt werden. "Auf diese Weise werden die Wissenschaftler lernen, Myonenbündel zu schaffen, die ähnliche Energien besitzen und sich in dieselbe Richtung bewegen. Diese können dann beschleunigt und in der Neutrino-Fabrik gespeichert werden als Teil des Verfahrens zur Untersuchung der Merkmale des Neutrinos mit einer Genauigkeit von bislang ungekanntem Ausmaß, womit unser Verständnis der Struktur der Natur und der Kräfte, die sie zusammenhalten, verändert wird", so der Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC), der das Projekt teilweise finanziert. MICE benötigt einen starken Protonenstrahl, um die Myonen zu generieren, und nach eingehender Suche hat das internationale Team beschlossen, dass der Myonenstrahl von ISIS im Rutherford Appleton Laboratory das geeignetste Umfeld für den Versuch bietet, da es sich hierbei um die am stärksten gepulste Neutronenquelle der Welt handelt. "Die Genehmigung von MICE im Vereinigten Königreich ist eine bemerkenswerte Errungenschaft unserer britischen Kollegen", sagt Alain Blondel von der Universität Genf (Schweiz) und Sprecher der internationalen MICE-Zusammenarbeit. "Diese Genehmigung ist ein echter Durchbruch und eröffnet die Möglichkeit des Baus einer Neutrino-Fabrik in den nächsten zehn Jahren. Die Neutrino-Fabrik wird das Instrument der Wahl für die Erforschung der faszinierenden physikalischen Eigenschaften von Neutrinos sein, diesen winzig kleinen Teilchen, von denen das Universum voll ist. Neutrinos können das Geheimnis aufklären, wie Antimaterie zur Zeit des Urknalls aus einem aus reiner Energie bestehenden Universum verschwand und ermöglichte, dass dieses sich zu der reichen und vielfältigen, nur aus Materie bestehenden Welt entwickelte, in der wir leben", so Professor Blondel weiter. "Es ist ein großer Schritt in Richtung des Ziels, zu demonstrieren, dass die Ionisationskühlung funktioniert, und ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zum Entwurf einer Neutrino-Fabrik, die eines der aufregendsten künftigen Projekte in der Teilchenphysik darstellt", sagte Yoshitaka Kuno von der japanischen Universität Osaka und Leiter des japanischen Teams abschließend. "MICE ist ein hervorragendes Beispiel für die Vorteile einer echten internationalen Zusammenarbeit zu fortschrittlichen wissenschaftlichen Projekten."
Länder
Belgien, Schweiz, Frankreich, Italien, Japan, Niederlande, Russland, Vereinigtes Königreich, Vereinigte Staaten