Neue Software-Modelle für ein besseres Verständnis von Neutrinos
Die wissenschaftliche Geschichte der Neutrinos reicht weit zurück. Die Existenz von Neutrinos wurde erstmals im Jahre 1930 postuliert, konnte aber erst nahezu 25 Jahre später experimentell nachgewiesen werden. Bald darauf konnten Wissenschaftler nachweisen, dass es mehrere Arten Neutrinos gibt. Diese Neutrino-"Flavours" werden heute als Elektron-, Myon- und Tau-Neutrinos bezeichnet. Forscher fanden später heraus, dass die Zahl der von der Sonne kommenden Elektron-Neutrinos geringer war als theoretisch vorausberechnet. Die Entdeckung der Neutrinooszillation, ein quantenmechanisches Phänomen, lieferte die Erklärung für diese Abweichung und setzte überraschenderweise voraus, dass Neutrinos tatsächlich über eine Masse verfügen. Eine geringe Masse würde ermöglichen, dass sich die Neutrinos zwischen den drei verschiedenen Flavours umwandeln können, während sie sich durch den Weltraum bewegen. Der Flavour eines Neutrinos zu einem beliebigen Zeitpunkt wird mathematisch mithilfe von Wahrscheinlichkeitsverteilungen vorhergesagt. Kürzlich führten einige Anomalien, die man beobachtet hatte, zu einem neuen Bereich der Astrophysik. Europäische Forscher riefen das Projekt "Theory and astrophysical applications of neutrino flavor evolution" (Neutrino Evolution) ins Leben, um mithilfe der Wahrscheinlichkeitsdichte (Boltzmann-Gleichung) wesentliche Informationen über die Auswirkungen von Oszillationen und dem Brechungseffekt vom Hintergrundmedium und von Kollisionen zu erfassen. Derartige Einblicke sind bedeutend für unser Verständnis von astrophysikalischen Phänomenen wie der Annihilation dunkler Materie und dem Neutrino-Ausstoß von kollabierten Supernovae und führen zu Theorien über das frühe Universum. Die Wissenschaftler von Neutrino Evolution entwickelten theoretische Modelle, anhand derer die Flavor-Entwicklung auf Grundlage der innovativen modernen Physik untersucht werden kann. Die frei verfügbare Software wird derzeit für eine bessere Anwendbarkeit verändert. Weitere Arbeiten verbesserten die Möglichkeit, Neutrinos zu erkennen, die von der Annihilation von dunkler Materie in der Sonne kommen, was für die Entwicklung von Modellen zum Thema dunkle Materie von unschätzbarer Bedeutung ist. Forlaufende Forschungsarbeiten bauen bisherige Experimente und Versuche weiter aus, neue durch die Entwicklungen des Projekts entstandene Fragen anzusprechen. Durch die EU-Förderung von europäischen Spitzenwissenschaftlern, werden einige Rätsel des Universums womöglich bald gelöst.
