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Was ist ein Tau-Neutrino?

Neutrinos zählen zu den spektakulärsten Objekten der Mikrowelt. Da sie extrem selten reagieren, können sie nahezu ungehindert aus kompakten kosmischen Objekten entweichen. Weder kosmische Staubschichten noch die allgegenwärtige Radiostrahlung, die vom Urknall übriggeblieben ist, können sie auf ihrem Weg zu uns aufhalten. Sie sind daher alternative Informationsträger zu den elektromagnetischen Wellen (Licht, Radiowellen, Röntgenstrahlung etc.).

Die Neutrinoastronomie öffnet ein neues Fenster zum Universum. Forschungszentren in Deutschland beteiligen sich an Bau und Datenauswertung von zwei Neutrino-Teleskopen. Das kleinere von beiden befindet sich im sibirischen Baikalsee, in ein Kilometer Wassertiefe. Das größere heißt AMANDA (Antarctic Muon and Neutrino Detector Array). Es wird im drei Kilometer dicken Eispanzer über dem Südpol installiert und soll in den nächsten sieben bis acht Jahren schrittweise weiter ausgebaut werden.

Das Tau-Neutrino ist das letzte bisher nicht nachgewiesene Lepton des Standardmodells in der Elementarteilchenphysik. Neutrino-Teleskope bieten die Möglichkeit, nach Tau-Neutrinos zu suchen. Beim Durchgang durch Materie können diese Teilchen über eine spezielle Reaktion ein Tau-Lepton erzeugen. Dieses zerfällt weiter, nachdem es einen gewissen Weg zurückgelegt hat. Die bei den beiden Prozessen entstehenden Kaskaden könnten bei ausreichend hoher Tau-Energie als getrennte Punktlichtquellen beobachtet werden. Nach den gegenwärtigen Modellen der kosmischen Beschleuniger werden nahezu keine Tau-Neutrinos von diesen Objekten erwartet. Ein eventueller Nachweis kosmischer Tau-Neutrinos könnte daher ein Hinweis auf Neutrino-Oszillationen sein.

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