KATRIN ist endlich angekommen
Im Forschungszentrum Karlsruhe entsteht zurzeit mit KATRIN (KArlsruher TRItium Neutrino Experiment) die präziseste Waage der Welt für Neutrinos. Daran beteiligt ist auch Prof. Christian Weinheimer vom Institut für Kernphysik der WWU (siehe muz 3/05). Er konnte sich über einen ganz besonderen Moment freuen: Ende November wurde das Kernstück der Anlage, ein Extremhochvakuumtank, in Karlsruhe in seine endgültige Position gehoben. Der Koloss mit einer Länge von 23,3 Metern und einem Durchmesser von zehn Metern musste zwar theoretisch nur die 400 Kilometer lange Strecke vom bayerischen Deggendorf nach Karlsruhe zurücklegen, tatsächlich aber war er rund 8800 Kilometer unterwegs, weil er wegen seiner enormen Dimensionen nur auf dem Wasser transportiert werden konnte.
Nachgewiesen wurden Neutrinos, deren Masse mit nie gekannter Präzision durch KATRIN gemessen werden soll, erstmals 1956. Größtenteils kosmischen Ursprungs, wird ihnen eine grundlegende Rolle bei der Entstehung des Universums zugeschrieben. "Lange Zeit ist man davon ausgegangen, dass Neutrinos keine Masse haben", sagt Weinheimer. "Inzwischen konnte man nachweisen, dass sie sehr wohl ein Gewicht haben." Da Neutrinos so häufig sind, ist ihre Masse von entscheidender Bedeutung, um zu verstehen, wie das Universum entstanden ist und was es zusammenhält.
Weinheimers Arbeitsgruppe ist dafür verantwortlich, dass das elektronenmagnetische Design von KATRIN mit über 30 supraleitenden Magneten und zwei Spektrometern stimmt. Noch schwieriger ist es, die immer gleiche Spannung zu halten. Zur Eichung vermessen die münsterschen Wissenschaftler Elektronen, deren Spannung immer auf dem gleichen Level bleibt. Kein Voltmesser auf der Welt kann 18.600 Volt messen, deshalb wird ein Präzisionsspannungsteiler entwickelt. Die Gefahr, dass der Elektronenstrom aus dem Tritiumzerfall durch andere Elektronen verunreinigt wird, ist sehr hoch. Deshalb entwirft Weinheimer mit seiner Gruppe feine Drahtgitter, die das verhindern sollen. "Wegen der Hochspannung und des Vakuums ist das allerdings keine triviale Aufgabe", so Weinheimer. Erste Messungen im Ernstfall sind für das Jahr 2010 zu erwarten.
bn