Um die Masse der geheimnisvollen Neutrinos zu bestimmen, nahm eine internationale Kollaboration im Jahr 2018 das Karlsruher Tritium Neutrino Experiment KATRIN in Betrieb. Seither lieferte KATRIN an über 1.000 Messtagen stabile, qualitativ hochwertige Daten und konnte die Obergrenze der Neutrinomasse auf 0,45 Elektronenvolt/c² – was 8 x 10⁻³⁷ Kilogramm entspricht – senken. Mit einem wissenschaftlichen Symposium am 17. April 2026 feiert die KATRIN-Kollaboration nun den erfolgreichen Abschluss dieser ersten Messphase und blickt zugleich auf die zukünftige Entwicklung des Experiments.
Winzige Masse mit großer Wirkung: KATRIN präzisiert Neutrino-Obergrenze
Als wohl faszinierendste Elementarteilchen des Universums spielen Neutrinos eine Schlüsselrolle bei der Bildung großräumiger Strukturen in der Kosmologie. In der Teilchenphysik nehmen sie eine Sonderstellung ein, da ihre winzige Masse auf physikalische Prozesse jenseits bisheriger Theorien hindeutet. Mit dem KATRIN-Experiment gelang es zuletzt, die Obergrenze der Neutrinomasse auf 0,45 Elektronenvolt/c² zu senken. Damit sind sie mindestens eine Million Mal leichter als Elektronen. Eine weitere Verfeinerung dieser Ergebnisse erwarten die Forschenden durch die umfassende Auswertung sämtlicher Messdaten.
TRISTAN-Detektor: KATRIN auf der Suche nach Dunkler Materie
Nach Abschluss der ersten Messphase wird KATRIN nun durch den neuen TRISTAN-Detektor erweitert. Während sich das Experiment bislang auf den schmalen Energiebereich um den Endpunkt des Tritiumspektrums konzentrierte, nehmen die Beteiligten ab Mitte 2026 den gesamten Energiebereich ins Visier. Mit den TRISTAN-Detektoren fahnden die Forschenden nach bislang unentdeckten, massereicheren Neutrinoarten. Diese gelten als potenzielle Kandidaten für die Dunkle Materie. Deren Existenz ist zwar durch zahlreiche astrophysikalische und kosmologische Beobachtungen belegt, ihre teilchenphysikalische Natur gilt jedoch nach wie vor als ungeklärt.
Quantentechnologie für den Vorstoß in kleinste Massenbereiche
Nach der etwa zweijährigen Messphase zu superschweren Neutrinos bereitet das Team den Umbau des Experiments zu KATRIN++ vor. Um den Messbereich auf noch geringere Neutrinomassen auszuweiten, sind zwei grundlegende technische Verbesserungen geplant: der Einsatz hochsensibler Quantendetektoren anstelle des bisherigen großvolumigen Spektrometers sowie die Nutzung einer neuartigen Quelle für atomares Tritium.
Symposium „Weighing the Invisible – 1000 Days of KATRIN Data“ am 17. April 2026, ab 09:15 Uhr