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Botschaft per Neutrinopost

Forscher nutzen Geisterteilchen als Kommunikationsmittel

Stellen Sie sich vor, sie könnten Nachrichten fast mit Lichtgeschwindigkeit bis auf den Mond schicken. Oder ähnlich schnell und störungsfrei einmal quer durch die Erde funken – und das alles völlig ohne Kabel oder sonstige Leitungen. Unrealistisch? Utopisch? Nicht wirklich. Denn tatsächlich gibt es bereits ein Medium, das diese Eilbotschaften problemlos übermitteln könnte: die Neutrinos.

Können die Geisterteilchen Daten übertragen? © SXC

Dass man Neutrinos tatsächlich einspannen kann, um Informationen zu senden, beweist Anfang 2012 ein US-amerikanisches Forscherteam. Sie schicken das Wort „Neutrino“, kodiert im Binärcode, durch 240 Meter massiven Fels. Bis es dazu kommt, ist allerdings einiges an aufwändiger Vorarbeit nötig. Zunächst müssen die Neutrinos erzeugt werden. Dies geschieht im Teilchenbeschleuniger des Fermilab bei Chicago, einer vier Kilometer großen Kreisbahn, in der Protonen auf extrem hohe Geschwindigkeiten gebracht werden. Diese Protonen knallen dann mit voller Wucht auf eine Kohlenstoffplatte. Die Kollision wandelt Teilchen um und setzt dabei Neutrinos frei – das Rohmaterial für die Neutrinobotschaft.

Neutrinopulse als Nullen und Einsen

Um den Geisterteilchen die Information aufzuprägen nutzten die Forscher das Prinzip der Nullen und Einsen des binären Codes. Das Wort „Neutrino“ besteht in diesem Code aus der Zeichenfolge: „01101110 01100101 01110101 01110100 01110010 01101001 01101110 01101111“. Um diese Zeichen per Neutrinos zu übermitteln, schicken die Physiker keinen konstanten Teilchenstrahl los, sondern einzelne Pulse von Neutrinogruppen. Bleibt ein Puls aus, steht dies für eine „Null“, kommt ein Neutrinopuls an, bedeutet dies „1“.

240 Kilometer vom Fermilab entfernt steht der Empfänger der Botschaft: der tonnenschwere, hundert Meter tief in die Erde eingelassene Neutrinodetektor MINERvA. Von der Neutrinokanone ist er durch massiven Fels getrennt – für die Geisterteilchen ist das aber bekanntlich kein großes Hindernis. Der Detektor fängt etwa eines unter zehn Milliarden losgeschickten Neutrinos auf, entsprechend viele Teilchen muss jeder einzelne Puls der Neutrino-Nachricht enthalten.

Blick auf den MINERvA-Detektor © Fermilab

Botschaft angekommen

Und tatsächlich: Das Experiment glückt. Der Detektor fängt die Pulse so vollständig auf, dass ihre Abfolge in Nullen und Einsen rückübersetzt werden kann – die Botschaft ist angekommen. Grundsätzlich ist eine Informationsübertragung per Neutrinopost also möglich. Und die Vorteile liegen auf der Hand: „Mit Neutrinos könnte man ohne Satelliten oder Kabel mit allen Punkten auf der Erde kommunizieren“, sagt Dan Stancil von der North Caroline State University und einer der Leiter des Experiments. Auch U-Boote könnten sich damit über lange Distanzen verständigen – was mit heutiger Technik extrem schwierig und manchmal unmöglich ist.

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Bis diese schöne neue Welt der Kommunikation anbricht, könnte es allerding noch etwas dauern: „Noch brauchen wir große Mengen von High-Tech-Ausrüstung, um eine Neutrino-Botschaft zu schicken, praktisch einsetzbar ist das daher noch nicht“, erklärt Kevin McFarland von der University of Rochester, einer der am Experiment beteiligten Physiker. Der erste Schritt ist zwar gemacht, der Weg bis ans Ziel könnte allerdings noch ziemlich lang werden, betont der Forscher.

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Nadja Podbregar
Stand: 11.05.2012

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Neutrinos
Den Geisterteilchen auf der Spur

Unsichtbar und unfassbar
Die Geburt der Geisterteilchen

Das Poltergeist-Projekt
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