Techniklexikon

Neutrinomasse

Kernphysik, eventuell von Null verschieden Ruhemasse des Neutrinos. Ob die Neutrinomasse endlich ist oder nicht, ist eine der wichtigsten Fragen der heutigen Physik. Eine etwaige nicht-verschwindende Ruhemasse ist verträglich mit der Tatsache, dass es nur linkshändige Neutrinos gibt, wenn gleichzeitig die Leptonenzahl nicht erhalten ist. Dies hat eine Reihe weitreichender Konsequenzen. So können sich die massiven Neutrinos ineinander umwandeln, es entstehen Neutrinooszillationen. Die im Spektrum der Sonne fehlenden Elektron-Neutrinos könnten durch Oszillationen erklärt werden. Neutrinos mit nicht-verschwindender Masse würden auch wichtige astrophysikalische Fragen klären. So weisen die Modelle für die leuchtende Materie der Galaxien »fehlende Massen« auf, die durch eine endliche Neutrinomasse > 30 eV / c² erklärt werden könnte.

Eine direkte Messung der Masse ist über die Kinematik des Betazerfalls möglich. Der Verlauf des Betaspektrums nahe der Endpunktsenergie ist sehr empfindlich gegen die Neutrinomasse. Ist die Neutrinomasse von Null verschieden, müsste der Verlauf des Betaspektrums eine Abweichung bei der Endpunktsenergie gerade um diesen Betrag ergeben. Für eine Präzisionsbestimmung sind Zerfälle von Kernen mit möglichst geringen Endpunktsenergien im Betaspektrum am besten geeignet. Dafür ist der Zerfall des Tritums ³H  ³He + e^- +  mit einer Endpunktsenergie von nur 18,6 eV am günstigsten. Alle bisher durchgeführten Messungen zeigen keine Abweichungen der Neutrinomasse von Null bei einer oberen Grenze von einigen eV / c². Sollten die Neutrons eine Masse besitzen, müsste sie sich in Neutrinooszillationen manifestieren.