HELMHOLTZ extrem

Die feinste Waage der Welt

Ungewöhnlicher Umzug Das Hauptspektrometer von KATRIN mit einer Länge von 24 Metern und einem Durchmesser von 10 Metern auf dem Weg zum Campus Nord des KIT. Bild: KIT

Um kleine Dinge zu vermessen, bedarf es manchmal großer Gerätschaften. Mitunter werden die Messwerkzeuge umso größer, je kleiner die zu untersuchenden Objekte sind. So bestimmen Forscher beispielsweise die Masse von Atomen in Laboren mit speziellen Massenspektrometern. Doch was passiert, wenn es noch kleiner wird?

Wenn die Teilchen, die man wiegen möchte, als quasi masselose Geisterteilchen durch den Raum fliegen?
Die widerspenstigen Teilchen, für die sich die Forscher interessieren, sind Neutrinos. Erst seit kurzem ist bekannt, dass sie überhaupt eine Masse haben. Sie beträgt vermutlich deutlich weniger als ein Millionstel der Masse eines Elektrons. Um sie genau bestimmen zu können, entwickelt ein internationales Team am Karlsruher Institut für Technologie die feinste Waage der Welt: KATRIN. Mithilfe des radioaktiven Zerfalls des Gases Tritium, genauer gesagt dessen Betazerfalls, wollen Forscher die Masse der Neutrinos bestimmen. Dazu bauen sie eine 70 Meter lange Anlage. Sie besteht aus einer Tritiumquelle, einer mehrstufigen Pumpstrecke, einem Vorspektrometer, einem 200 Tonnen schweren elektrostatischen Hauptspektrometer sowie einem Detektor. Allein das Hauptspektrometer lässt selbst ein Wohnhaus klein aussehen, wie 2006 der Transport durch die Karlsruher Innenstadt zeigte. Die Anforderungen an KATRINs Komponenten liegen oft an der Grenze des physikalisch Möglichen: Zum Beispiel muss die Kühlung der gasförmigen Tritiumquelle auf wenige Tausendstel Grad genau arbeiten. Doch die Mühen lohnen sich: Die genaue Neutrinomasse ist von großem Interesse, um wieder ein Stückchen weiter zu enträtseln, wie das Universum aufgebaut ist. Erste Messungen an KATRIN sollen 2016 beginnen.

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27.01.2015, Siliva Zerbe
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