Neutrino's: puzzels en technieken

R. van Dantzig

NIKHEF, Amsterdam

Bekijk de bijbehorende PowerPoint-presentatie

Bekijk de lange tekst over de presentatie van prof. van Dantzig

Samenvatting

Neutrino's zijn elementaire deeltjes zonder elektrische lading. Zij ontstaan in zwakke wisselwerkingsprocessen, zoals betaverval, en zij ondergaan ook zelf alleen zwakke wisselwerking. Wanneer zij materie passeren is de kans dat zij een botsing ondergaan haast verwaarloosbaar.

Sinds het postuleren van het neutrino door Pauli in 1930 staat het neutrino centraal in velerlei puzzels.

De laatste jaren is er in baanbrekende experimenten (o.a. Kamiokande, SNOW) een aantal puzzels opgelost. Meest in het oog lopend: ja, neutrino's oscilleren en hebben massa! Maar het neutrino heeft nog diverse puzzels in petto. Neutrinobundels van hoge intensiteit zijn in ontwikkeling, en voor het neutrino-onderzoek belangrijke nieuwe experimenten zijn ver gevorderd in uitvoering en in opbouw, om ook deze puzzels op te lossen.

Kosmologisch gezien, komen neutrino's een miljard keer meer voor in het heelal dan 'gewone' atomaire materiedeeltjes, in de vorm van een achtergrond van koude neutrino's, ontstaan bij de Big Bang. Daarnaast worden neutrino's uitgezonden bij astrofysische verschijnselen van velerlei aard. Ook bij sterren zoals de Zon. Zonneneutrino's spelen een belangrijke rol in het onderzoek, evenals neutrino's ontstaan in de atmosfeer door kosmische straling. Kosmische neutrino's van bronnen zeer ver weg, uit de diepten van het heelal, kunnen ons ongehinderd bereiken. Zij zijn bij uitstek geschikte boodschappers over objecten en processen die anderszins aan onze waarneming onttrokken zouden blijven.

Op het ogenblik zijn er 'telescopen' in ontwikkeling om deze kosmische neutrino's te detecteren en hun richting en energie te bepalen. Hiermee wordt een nieuw onderzoeksvenster op de kosmos geopend en — is het niet opmerkelijk? — wordt de hemel daarbij 'bekeken door de aarde heen'. In de voordracht zullen een aantal natuurkundige puzzels en experimentele technieken rondom neutrino's worden doorgenomen samen met recente meetresultaten en nieuwe inzichten, alsmede met het oog op toekomstige ontwikkelingen.