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Thema: Teilchenphysik: Sterile Neutrinos als Dunkelmaterie-Kandidaten?

  1. #1

    Standard Teilchenphysik: Sterile Neutrinos als Dunkelmaterie-Kandidaten?

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    Bis heute suchen Wissenschaftler vergeblich nach den Teilchen, aus denen die Dunkle Materie besteht, die die Entwicklung des Universums entscheidend beeinflusst. Im Verdacht stehen dabei verschiedene Partikel aus dem Zoo der Teilchenphysiker. In Mainz soll nun mit komplexen Rechnungen untersucht werden, ob sterile Neutrinos als Dunkelmaterie-Kandidaten infrage kommen. (12. März 2018)

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  2. #2
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    Ich wusste bisher nicht, dass es impotente Neutrinos gibt! In dem ganzen Beitrag wird nicht erklärt, was man bei Neutrinos unter "steril" versteht. Kann mir da jemand weiterhelfen?

    Gruß, Delta3
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  3. #3
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    Der weise Klekih Petra sagt das so.

    Hilfreich sind auch die beiden älteren Beiträge, die darunter verlinkt sind.
    Geändert von Protuberanz (13.03.2018 um 07:01 Uhr)

  4. #4
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    Danke, ich habe das sterile Neutrino auch bei Wiki gefunden, kann aber mit der dortigen Beschreibung nichts anfangen. Es ist nicht klar, was der Ausdruck 'steril' in diesem Zusammenhang bedeuten soll. Ich halte einen solchen Ausdruck zur Beschreibung einer physikalischen Eigenschaft nicht für geeignet. Man könnte genauso gut 'zeugungsunfähig', 'keimfrei' oder auch 'schwul' sagen, was genauso viel Sinn macht wie 'steril' , nämlich gar keinen

    Gruß, Delta3
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  5. #5
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    Mit der Zeugungsfähigkeit dürfte es wohl im gesamten Teilchenzoo schlecht bestellt sein. Wenn das gemeint wäre, dann wäre das keine wirklich sinnvolle Kennzeichnung.
    Keimfreiheit kommt da schon eher als namensgebendes Äquivalent in Frage. Wenn sich ein Chirurg oder ein Cleanroomarbeiter sterilisiert, dann tut er das, damit die ihn begleitenden Bakterien nicht mit dem Patienten, oder dem zu bearbeitenden Objekt wechselwirken. Die Keime werden also entfernt. Bei dem sterilen Neutrino wurden auch alle Wechselwirkungen entfernt, bis auf eine, die gravitative. Aber eine Wechselwirkung bleibt auch bei einem sterilisierten Chirurg. Denn wenn er den Patienten berührt, ist das spürbar.

  6. #6
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    In dem Artikel wird mehr als zehnmal der Begriff "Sterile Neutrinos" benutzt, aber nicht ein einziges Mal wird erklärt, was im Zusammenhang mit Neutrinos unter 'steril' zu verstehen ist. Dass Neutrinos einen sehr geringen Wirkungsquerschnitt haben und somit kaum mit Materie bzw. anderen Teilchen interagieren ist ja hinreichend bekannt, so dass man sie allgemein als steril bezeichnen könnte. Da wäre es doch zumindest erklärungsbedürftig, in wieweit sich sterile Neutrinos von normalen Neutrinos unterscheiden.

    Wenn der Begriff 'sterile Neutrinos' so allgemein geläufig ist, dass er nicht mehr erklärt werden muss, weil ihn jeder kennt, dann hätte ich da wohl eine ziemliche Wissenslücke...

    Gruß, Delta3
    Geändert von DELTA3 (19.03.2018 um 14:40 Uhr) Grund: Einfügung
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  7. #7
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    Im Gegensatz zu normalen Neutrinos unterliegen sie nicht der schwachen Wechselwirkung. Während normale Neutrinos zumindest bei höheren Energien grundsätzlich detektierbar sind, bleiben sie als Teilchen immer unsichtbar.

  8. #8
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    Danke für den Erklärungsversuch, aber das sagt mir genauso wenig wie der Eintrag bei Wikipedia. Natürlich bin ich kein Elementarteilchen-Physiker und dachte, dass der Bericht für die interessierte Allgemeinheit gedacht ist. Ich habe auch schon mal was von Elektron-Neutrinos, Myon-Neutrinos und Tau-Neutrinos gehört, wobei mir aber auch deren Unterschiede nicht geläufig sind. Hauptsächlich stört mich hier der Ausdruck 'steril', der für mich zur Beschreibung einer physikalischen Eigenschaft überhaupt keinen Sinn ergibt. Ob es diese sterilen Neutrinos überhaupt gibt, ist ja offensichtlich auch nicht nachgewiesen. Daher scheint es wohl auch ziemlich fragwürdig, ob sie zur Erklärung der dunklen Materie taugen.

    Freundliche Grüße, Delta3
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  9. #9
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    Zitat Zitat von DELTA3 Beitrag anzeigen
    Danke für den Erklärungsversuch, aber das sagt mir genauso wenig wie der Eintrag bei Wikipedia. Natürlich bin ich kein Elementarteilchen-Physiker und dachte, dass der Bericht für die interessierte Allgemeinheit gedacht ist.
    Hallo Delta3,

    der Bericht wird aber vermutlich voraussetzen, dass der Leser das Standardmodell wenigstens in seinen groben Zügen kennt, wobei ich persönlich als Einstieg eher die beiden Artikel über die Elementarteilchen und die fundamentalen Wechselwirkungen empfehlen würde.


    Zitat Zitat von DELTA3 Beitrag anzeigen
    Ich habe auch schon mal was von Elektron-Neutrinos, Myon-Neutrinos und Tau-Neutrinos gehört, wobei mir aber auch deren Unterschiede nicht geläufig sind.
    Dann wirst Du wissen, dass es vier fundamentale Wechselwirkungen gibt, nämlich die Schwerkraft, die dafür sorgt, dass Du auf der Erde gehen kannst und nicht einfach ins All weggeschleudert wirst, dann die elektromagnetische Wechselwirkung, die Du vom Magneten und von der Steckdose her kennst, dann noch die starke Wechselwirkung, die den Atomkern trotz seiner zahlreichen positiven geladenen Protonen zusammenhält, und die schwache Wechselwirkung, die sich in gewissen radioaktiven Zerfällen manifestiert.

    Wichtig für den Moment ist, dass Du weisst, dass es von denen vier gibt.


    Dann kommen wir zu den Teilchen. Die wichtigsten hier sind zwei Sechserfamilien, nämlich die 6 Quarks, aus denen anschaulich die schweren und die meisten mittelschweren Teilchen zusammengesetzt sind, also die "Baryonen", deren beiden bekanntesten Vertreter die Protonen und die Neutronen im Atomkern sind, und die "Mesonen", sowie die 6 Leptonen, das sind die leichten Teilchen, die sich aber nicht zu grösseren "Konglomeraten" zusammensetzen. Das bekannteste Lepton ist das Elektron von der Atomhülle; historisch wurde das Myon, das "schwere Elektron", anfangs aufgrund seiner Masse zu den Mesonen gezählt.

    Zu diesen Leptonen gehören auch die 3 von Dir genannten Neutrino-Typen. Diese drei werden in der Literatur manchmal auch als "aktive Neutrinos" bezeichnet.



    Zitat Zitat von DELTA3 Beitrag anzeigen
    Hauptsächlich stört mich hier der Ausdruck 'steril', der für mich zur Beschreibung einer physikalischen Eigenschaft überhaupt keinen Sinn ergibt. Ob es diese sterilen Neutrinos überhaupt gibt, ist ja offensichtlich auch nicht nachgewiesen. Daher scheint es wohl auch ziemlich fragwürdig, ob sie zur Erklärung der dunklen Materie taugen.
    Theoretische Aspekte haben nun gezeigt, dass sich manche theoretische Fragestellungen besser erklären lassen, wenn man zusätzlich zu den 3 aktiven Neutrino-Typen noch einen vierten sterilen Neutrino-Typ hinzufügt. Das geht dann über das Standardmodell heraus, lohnt sich aber aufgrund der theoretischen Zusammenhänge zu untersuchen, und darüber ergibt es sich zwanglos, dass solche sterile Neutrinos auch für die Dunkle Materie verantwortlich sein könnten.


    Meine Zusammenfassung ist stark vereinfacht und entsprechend ungenau bzw. falsch, aber ich hoffe, es kann zu Deinem besseren Verständnis beitragen.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  10. #10
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    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Hallo Delta3,

    der Bericht wird aber vermutlich voraussetzen, dass der Leser das Standardmodell wenigstens in seinen groben Zügen kennt, ...
    Ich weiß, Du sagtest "vermutlich". Aber trotzdem möchte ich hinterfragen und würde eher das Gegenteil vermuten. Denn der Bericht stand auf der Hauptseite. Hast Du schon einmal gelesen, welche Leser-Fragen, an astronews gestellt werden? Würdest Du wirklich davovon ausgehen, das die Fragesteller das Standardmodell kennen, bzw. mit diesem Begriff überhaupt etwas anfangen können?

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