Auf der Suche nach der Neutrinomassenskala - das Karlsruher Tritium Neutrinoexperiment KATRIN
Prof. Dr. Christian Weinheimer (Münster)

Die Evidenzen für Neutrinooszillationen mit atmosphärischen, solaren, Reaktor- und Beschleunigerneutrinos zeigen, dass Neutrinos verschiedener Flavors untereinander mischen und von Null verschiedene Masse haben. Diese Experimente sind aber nur auf Unterschiede zwischen quadratischen Neutrinomassen sensitiv, nicht auf die Massen selbst. Aufgrund der Bedeutung der Neutrinomassenskala sowohl für die Teilchenphysik als auch für die Kosmologie und Astrophysik muss die Neutrinomassenskala mit einer anderen Methode, z.B. aus kosmologischen Analysen, aus dem neutrinolosen Doppelbetazerfall oder direkt, bestimmt werden.

Das KArlsruher TRItium Neutrinoexperiment KATRIN wird die Neutrinomasse modellunabhängig mit einer sehr genauen Vermessung des Endpunktspektrums des Tritium-Betazerfall bestimmen und damit die zuletzt mit dem Mainzer Neutrinomassenexperiment sehr erfolgreiche direkte Neutrinomassensuche fortsetzen. Die wesentlich höhere Snsitivität des KATRIN-Experiments von 0,2 eV/c2 wird es erlauben, sowohl zwischen hierarchischen und quasi-degenierten Neutrinomassenszenarien zu unterscheiden als auch den ganzen kosmologisch relevanten Neutrinomassenbereich zu untersuchen.

Das KATRIN-Experiment wird von einer internationalen Kollaboration am Forschungszentrum Karlsruhe aufgebaut. Der Tank des 23m langen und 10m Durchmesser umfassenden Hauptspektrometers wurde im Herbst 2006 nach Karlsruhe geliefert und wird zur Zeit zu einem höchstauflösenden Elektronenspektrometer vervollständigt. Die zweite Hauptkomponente des KATRIN-Experiments, die fensterlose gasförmige molekulare Tritiumquelle mit der Elektrontransportstrecke ist in der Bauphase. Viele Vorexperimente demonstrieren die verbesserten und neuen Methoden des KATRIN-Experiments.

Nach einer Einleitung über den Stand der Neutrinooszillationsexperimente und die Neutrinomassenbestimmung wird der aktuelle Status des KATRIN-Experiment diskutiert.