Frage von Saphira1910, 58

Was versteht man unter massive Neutrinos?

Hey^^, ich bin während Recherchen über die dunkle Materie auf den Begriff massive Neutrinos gestoßen und frage mich seid dem was das sein könnte? Bitte nur antworten die mir weiterhelfen, danke :D

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von uteausmuenchen, Community-Experte für Physik, 48

Hallo Saphira1910,

die richtige Antwort hat Dir Ysosy schon gegeben: Der Begriff "massive Neutrinos" wird in der Physik vor allem dann verwendet, wenn wir betonen wollen, dass die Dinger tatsächlich eine von Null verschiedene Ruhemasse haben.

Das wissen wir nämlich gar noch nicht so lange. Erst in den 1990ern wurden die ersten "Neutrinooszillationen" nachgewiesen. Das sind bestimmte Umwandlungsprozesse der 3 verschiedenen Neutrinosorten (Elektronneutrino, Myonneutrino und tauonneutrino) ineinander. Hätte das Neutrino keine Ruhemasse, so können diese Oszillationen (Umwandlungen ineinander) nicht stattfinden und wir hätten sie nie beobachtet.

Jetzt wissen wir aber über die nachgewiesenen Oszillationen, dass Neutrinos massebehaftet sind - also eine von Null verschiedene Ruhemasse haben. Und weil diese Entdeckung so wichtig war, gab's dafür ja auch dieses Jahr den Nobelpreis.

Zum Beispiel in Bezug auf die Dunkle Materie ist das schon interessant: Neutrinos sehen wir ja nicht. Wenn die Dinger Masse besitzen, dann tragen sie zur Dunklen Materie definitiv bei. Messungen deuten aber darauf hin, dass der Beitrag, den die Neutrinos liefern, nicht ausreicht. Sie können demnach nicht die einzige Erklärung für die Dunkle Materie sein.

Im Verdacht, einen größeren Beitrag zur Dunklen Materie liefern zu können, steht ein hypothetisches Teilchen - also eines, von dem manche Physiker denken, dass es das gibt, weil die Theorie es erwarten lässt, das aber in Experimenten noch nicht nachgewiesen ist.

Das wäre das sogenannte Neutralino. Es ist der "supersymmetrische Partner" des Neutrinos.

Manche Modelle - wie die Stringtheorien - benötigen die sogenannte "Supersymmetrie". In diesem Konzept existiert zu jedem uns bekannten Elementarteilchen ein uns bislang unbekannter Partner, dessen Eigenschaften bestimmten Regeln gehorchen. Das leichteste (aber immer noch recht schwere) dieser Partnerteilchen wäre das Neutralino, das angenommene "SUSY-Partnerteilchen" zum Neutrino.

Wir dürfen gespannt zum LHC am CERN blicken, ob es dort gelingen wird, die ersten SUSY-Teilchen nachzuweisen. Wenn das Neutralino existiert, ist es ein heißer Kandidat für die Dunkle Materie.

Aber bislang muss dieser Satz mit einem fetten "wenn" beginnen...

Grüße

P.S.: Ob Dir diese Antwort nun weiter hilft, kannst natürlich nur Du wissen. ;-)

Kommentar von Reggid ,

Hi Ute,

der supersymmetrische partner eines neutrinos wäre ein sneutrino.

ein neutralino ist was anderes. neutralinos sind linearkombinationen aus den supersymmetrischen partnern der elektroschwachen eichbosonen und der higgs-bosonen.

Kommentar von uteausmuenchen ,

Ui.

Danke für die Korrektur. Wieder was gelernt.

=)

Antwort
von Discipulus77, 58

Neutrinos sind Elementarteilchen aus der Familie der Leptonen, wo auch die Elektronen reingehören.

Sie sind noch kleiner als Elektronen und haben praktisch keine Masse, wechselwirken auch nicht durch Gravitation oder elektrische Kräfte, da ihre Ladung null ist.

Neutrinos "fliegen" überall durch die Gegend. Jede Sekunde wirst du wahrscheinlich von hunderttausenden/Millionen Neutrinos penetriert. Natürlich spürst du das nicht. Eine Theorie der dunklen Materie besagt, dass diese von der Masse all der Neutrinos herrührt, die alleine praktisch nichts wiegen, aber zusammen die "fehlende" Masse erklären könnten.

Der diesjährige Physik-Nobelpreis ging auch an ein bestimmtes Neutrino-Phänomen, auf dass ich jetzt nicht näher eingehe. Stichwort: Neutrino-Oszillation.

Bei der dunklen Materie gibt es weiterhin die sogenannten theoretischen WIMPs. Weakly Interacting Massive Particles. Diese sind eben recht massiv (für Teilchenverhältnisse) und interagieren nur über Gravitation mit unserer baryonischen Materie. Diese WIMPs sind noch nicht bewiesen, unter anderem weil unsere Teilchenbeschleuniger noch nicht die notwendigen Energielevel erreichen, um solch "schwere" Teilchen nachzuweisen. 

Von Neutrinos, die massiv sind, habe ich nichts wirklich sinnvolles drüber gehört. 

hier wird das Teilchen nochmal erklärt. Alt, aber einfach.

Kommentar von Reggid ,

Sie sind noch kleiner als Elektronen...

sind alle als punktförmig angenommen, also ist da keines größer oder kleiner als das andere.

...wechselwirken auch nicht durch Gravitation...

doch tun sie. so wie alles andere auch.

Eine Theorie der dunklen Materie besagt, dass diese von der Masse all der Neutrinos herrührt,...

nein, ist bereits widerlegt. neutrinos alleine können nicht die dunkle materie erklären. aufgrund ihrer so geringen masse bewegen sie sich immer mit ultra-relativistischen geschwindigkeiten und würden somit "heiße dunkle materie" darstellen. das ist aber inkompatibel mit unseren beobachtungen, die nur durch eine größere menge "kalter dunkler materie" erklärt werden können.

Weakly Interacting Massive Particles. Diese sind eben recht massiv (für Teilchenverhältnisse) und interagieren nur über Gravitation mit unserer baryonischen Materie.

nein, WIMPS interagieren per definition auch noch durch eine weitere nicht näher spezifizierte schwache wechselwirkung (aber nicht unbedingt "die" schwache wechselwirkung) mit standardmodell-teilchen. genau dafür steht nämlich das "weakly interacting" in "weakly interacting massive particle".(und sonst wäre auch jede hoffnung vergebens sie jemals direkt nachzuweisen, sei es im collider oder in kosmischer strahlung)

Von Neutrinos, die massiv sind, habe ich nichts wirklich sinnvolles drüber gehört

die standardmodell neutrinos sind massiv (eigentlich nur zumindest zwei von drei, aber normalerweise wird das unter den tisch fallen gelassen und man nimmt an dass alle drei massiv sind, denn zwei massive und ein masseloses wäre schon sehr seltsam). genau dafür gab es ja den nobel-preis dieses jahr.

Kommentar von Discipulus77 ,

Wann wurde die Theorie denn widerlegt?

Kommentar von Discipulus77 ,

Den Artikel hatte ich sogar nach deinem Kommentar direkt überflogen, da ich aber kein Datum gesehen hatte, habe ich noch mal nachgefragt. Aber es wird ja trotzdem gesagt, dass die HDM keine Erklärung mehr darstellt.

Kommentar von Reggid ,

laut dem als referenz angegeben artikel ist bereits seit den 80ern bekannt dass neutrinos und HDM nicht kompatibel sind mit der beobachteten galxienbildung.

Kommentar von Discipulus77 ,

Ok. Danke.

Antwort
von Ysosy, 56

Das bedeutet, Masse behaftete Neutrinos.

https://www-zeuthen.desy.de/~husemann/teaching/2009_ss/exp_teilchenphysik/skript...

Antwort
von illerchillerYT, 46

Neutrinos haben keine Ladung und eine zu vernachlässigende Masse. Deshalb fliegen von 1000000 neutrinos wahrscheinlich 99% einfach durch die Erde durch.

Antwort
von Klausie, 43

Neutrinos sind Teilchen die kaum Masse haben und durch alles durchgehen , durch uns , durch die Erde.. Theoretisch . Ich weiß nicht ob man schon mal welche nachweisen konnte.
Aber massive Neutrinos ?? 😳

Kommentar von Discipulus77 ,

Doch wurden sie. 1956 wurde verkündet, dass sie bewiesen wurden. Erst 1995 kam der Nobelpreis hierfür. 

Bei diesem Versuch wurden durch Betastrahlung entstehende Antineutronen genutzt, die mit Protonen reagieren und Neutronen und Positronen erzeugen. Die Positronen reagieren mit Elektronen und erzeugen Gammastrahlung, die nachweisbar ist.

Hier im Detail: https://de.wikipedia.org/wiki/Cowan-Reines-Neutrinoexperiment

Kommentar von Klausie ,

👍👍👍👍👍

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