Der diesjährige Nobelpreis für Physik geht an Takaaki Kajita und Arthur B. McDonald, die nachweisen konnten, dass Neutrinos eine nichtverschwindende Masse besitzen und damit das Standardmodell der Elementarteilchenphysik durcheinander brachten.

Das – mittlerweile etwas brüchig gewordene – Standardmodell der Elementarteilchenphysik sieht eine Gruppe von Teilchen vor, die weder Masse noch elektrische Ladung besitzen und in drei unterschiedlichen „Flavours“ vorkommen: Elektron-, Myon-  und Tau-Neutrinos. Doch nach und nach mehrten sich die Anzeichen, dass Vorhersagen des Modells für die in den 1930er-Jahren von Wolfgang Pauli postulierten und 1956 erstmals beobachteten Teilchen nicht korrekt sind und sie eine (wenn auch sehr kleine) endliche Masse besitzen müssen.

Eine der relevanten Beobachtungen war, dass sich die verschiedenen  Arten von Neutrinos ineinander umwandeln können, was physikalisch nur bei einer nichtverschwindenden Masse möglich wäre. Da sich die Wahrscheinlichkeit für eine solche Umwandlung mit der Ausbreitung des Neutrinos periodisch ändert, spricht man von „Neutrinooszillationen“.

Allgegenwärtige Elementarteilchen

Den diesjährigen Physik-Nobelpreisträgern, kommt das Verdienst zu, derartige Oszillationen zweifelsfrei nachgewiesen und damit sichergestellt zu haben, dass Neutrinos eine Masse besitzen. Dabei machten sie sich die Allgegenwart dieses Typus Elementarteilchen zunutze. So konnte Takaaki Kajita an Neutrinos, die in der Atmosphäre durch Wechselwirkung  mit der kosmischen Strahlung entstehen, nachweisen, dass diese von einer Ausprägung in die andere wechseln. Arthur B. McDonald gelang dasselbe für jene Neutrinos, die im Inneren der Sonne entstehen und ihre Identität auf dem Weg zur Erde ändern.