Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die prüfen, ob Einsteins Relativitätstheorie auch unter extremen Bedingungen gilt, haben bei einer ersten Analyse von Neutrinos, die unter dem Mittelmeer entdeckt wurden, keine Hinweise gegen eines ihrer zentralen Prinzipien gefunden. Die Ergebnisse beruhen auf 5.828 atmosphärischen Neutrinos, die von KM3NeT/ORCA registriert wurden.
Die Lorentz-Invarianz besagt, dass die Gesetze der Physik in jeder Richtung gleich sind. Einige Forschende haben die Vermutung geäußert, dass sie unter extremen Bedingungen außer Kraft treten könnte. Neutrinos bieten eine Möglichkeit, diese Idee zu überprüfen, da sie den Weltraum durchqueren können, ohne viel mit Materie zu wechselwirken, und ihre Umwandlungen zwischen drei Typen, den sogenannten Flavours, genau vorhergesagten Mustern folgen.
ORCA befindet sich 2.450 Meter unter dem Meer vor der Küste von Toulon in Frankreich. Neutrinos sind schwer nachzuweisen. Wenn eines jedoch mit Materie im Wasser wechselwirkt, kann es geladene Teilchen erzeugen, die blaues Licht aussenden. Instrumente können dieses Licht erfassen und dazu nutzen, Eigenschaften des Neutrinos zu bestimmen.
Die Studie analysierte Daten aus 1,4 Jahren, die von den ersten sechs Einheiten des Detektors aufgezeichnet wurden. Den Forschenden zufolge stimmen die Ergebnisse mit den Vorhersagen zum Verhalten von Neutrinos überein und erreichen eine Präzision, die mit der etablierter Experimente wie IceCube in der Antarktis und Super-Kamiokande in Japan vergleichbar ist.
Zum KM3NeT-Projekt gehört auch ARCA, ein Detektor in 3.500 Metern Tiefe vor der Küste Siziliens. Während ORCA auf atmosphärische Neutrinos mit niedrigerer Energie ausgerichtet ist, soll ARCA Neutrinos höherer Energie aus dem Weltraum untersuchen. Die Forschenden planen, dort Neutrinooszillationen zu untersuchen, bei denen mögliche Abweichungen von der Lorentz-Invarianz deutlicher hervortreten könnten. Die ORCA-Ergebnisse sind lediglich ein erster Teil der Untersuchung.
Quellen: Xataka.