Nobelprijs natuurkunde 2015 voor ontdekking neutrino-oscillaties

6 oktober 2015

De Nobelprijs voor natuurkunde 2015 is toegekend aan Takaaki Kajita van de Super-Kamiokande Collaboration en Arthur B. McDonald van de Sudbury Neutrino Observatory (SNO) Collaboration voor hun belangrijke bijdragen aan de experimenten die de ontdekking van neutrino-oscillaties hebben aangetoond. Dat neutrino’s van identiteit kunnen veranderen leidt tot de conclusie dat ze massa moeten hebben, ook al is deze erg klein.

Neutrinos zijn subatomaire deeltjes die zelden interactie aangaan met andere deeltjes. Dit maakt het moeilijk om ze te bestuderen. Lange tijd werd aangenomen dat neutrino’s geen massa zouden hebben zoals in het standaardmodel van de deeltjesfysica beschreven.

De nieuwe observaties hebben duidelijk aangetoond dat het standaardmodel nog niet de komplete theorie van alle fundamentele bouwstenen kan zijn. Wereldwijd vindt tegenwoordig onderzoek plaats om de eigenschappen van neutrino’s nog beter in kaart te brengen.

De metingen werden uitgevoerd in de neutrino-detectors Super-Kamiokande (Japan) en SNO (Canada).

Reacties Nikhef-wetenschappers

Dr. Aart Heijboer, programmaleider van de Nikhef KM3NeT-groep:

"SNO en Superkamiokande zijn prachtige experimenten. Ze hebben, door te kijken naar neutrinos uit de zon en de atmosfeer, aangetoond dat neutrino’s massa hebben. Dit is hét schoolvoorbeeld van hoe vruchtbaar het vakgebied is van astro-deeltjes-fysica (de combinatie van  astrofysica en deeltjesfysica).
Naast implicaties op het gebied van deeltjesfysica en kosmologie, heeft deze ontdekking ook geleid tot nieuwe vragen. Zo is het patroon van de neutrinomassa’s nog niet bekend (zijn er twee zware neutrino’s en een licht, of omgekeerd). Die vraag kunnen we straks ophelderen met het KM3NeT experiment, waar wij op Nikhef aan werken.  Dat gaan we doen door nog nauwkeuriger de oscillaties van neutrino’s uit de atmosfeer te bestuderen."

Prof. dr. Patrick Decowski, programmaleider van de Nikhef Donkere-materie-groep:

"Neutrino-oscillatie is een prachtig quantum mechanisch verschijnsel dat in de natuur voorkomt en kan alleen plaatsvinden indien neutrino’s massa hebben. In het standaardmodel van de deeltjesfysica hebben neutrino’s geen massa en neutrino-oscillaties zijn dan ook de eerste echte aanwijzing dat het standaard model incompleet is.

Arthur McDonald en Takaaki Kajita hebben toentertijd aan de twee experimenten leiding gegeven die neutrino-oscillaties voor het eerst hebben aangetoond, respectievelijk van neutrino’s afkomstig uit de kernfusieprocessen in de zon en die in de aardatmosfeer gemaakt worden. Zelf had ik er natuurlijk ook Atsuto Suzuki erbij willen zien – hij was de spokesperson van KamLAND dat neutrino-oscillatie’s afkomstig van neutrinos uit kernreactoren heeft laten zien en min of meer tegelijkertijd plaatsvond. "

Prof. dr. Stan Bentvelsen, Nikhef directeur:

“Deze Nobelprijs voor de experimentele ontdekking van neutrino-oscillaties impliceert dat de neutrino spookdeeltjes een massa hebben. Dat is een eerste deuk in het ‘klassieke’ standaardmodel van elementaire deeltjes en hierdoor worden een heel serie nieuwe vragen pregnant. ‘Hoe groot is dan die minieme massa?’, ‘wordt die ook verkregen door het Higgs mechanisme?’, ‘geeft dit de sleutel tot het materie-anti-materie verschil?’, ‘zijn neutrino’s de lang gezochte Majorana deeltjes?’

Op Nikhef zullen we met de komende KM3NeT neutrino telescoop een aantal vragen beantwoorden. Spannend toekomstige onderzoek met bundels van neutrino’s zullen nog veel meer antwoorden geven. 

Voor nu vind ik het prachtig dat experimenteel onderzoek in astrodeeltjesfysica wordt beloond met deze Nobelprijs”

Neutrino onderzoek  Nikhef
Nikhef wetenschappers zijn actief in diverse experimenten die onderzoek doen naar neutrino’s.

KamLAND

ANTARES  KM3NeT

DUNE

Meer informatie:
Afdeling Wetenschapscommunicatie Nikhef, email, 020 592 2075

Patrick Decowski, programmaleider Donkere Materie email

Aart Heijboer, programmaleider KM3NeT, email

Stan Bentvelsen, Directeur Nikhef, email

Lees hier het persbericht op nobelprize.org:
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2015/press.html