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Schematische Weltkugel

Premiere: Kommunikation mit Neutrinos

Marshall McLuhan hätte mit dieser Studie wohl seine Freude gehabt: US-Physiker haben erstmals mit Hilfe von Neutrinos eine digitale Botschaft versandt. Sind sie das Kommunikationsmedium der Zukunft?

Physik 19.03.2012

Derweil Forscher des europäischen Kernforschungszentrums CERN darüber rätseln, ob nun Neutrinos mit Überlichtgeschwindigkeit reisen oder doch nicht, spannen US-Forscher die annähernd masselosen Teilchen für den Informationstransport ein. Elektromagnetische Wellen haben sich für diesen Zweck, Heinrich Hertz sei Dank, zwar bestens bewährt.

Gleichwohl haben auch sie Nachteile. Etwa bei der Kommunikation mit Unterseebooten: Um ein Medium wie Wasser durchdringen zu können, bedarf es großer Wellenlängen. Da die Frequenz den Informationsgehalt bestimmt, ist der Austausch mit U-Booten auf ungefähr 50 Bits pro Sekunde limitiert - nicht gerade viel.

Kaum zu bremsen

Neutrinos haben hingegen kein Problem mit Wasser oder anderen materiellen Barrieren. Sie rasen mehr oder weniger ungebremst durch beliebige Medien und könnten daher jene Lücke füllen, die die elektromagnetischen Wellen offen lassen. Neben der U-Boot-Kommunikation denken phantasiebegabte Forscher auch an interstellare Botschaften und die Verständigung mit Raumschiffen auf fernen Planeten.

Neutrinos lassen sich von "normaler" Materie so gut wie nicht stören, einzig die schwache Kernkraft ist ein Kanal, über den ein loser Kontakt möglich ist. Dementsprechend aufwändig gestaltet sich deren Nachweis. Für den Sender sind die robusten Neutrinos zweifelsohne praktisch, der Empfänger muss allerdings bei der Kommunikation schwere Gerätschaft auffahren, um die Botschaft nicht zu verpassen. Dass dem so ist, zeigt nun das Experiment "NuMI" von Forschern des FermiLab in Batavia, Illinois.

0,1 Bit pro Sekunde

Experimentalschema

D.D. Stancil et al.

Aufbau des NuMI-Experiments

Sie haben mit Hilfe des US-Teilchenbeschleunigers 25 Einzelpulse mit je 10 hoch 13 Neutrinos erzeugt und diese Strahlen durch mehr als 200 Meter massives Gestein geschickt. Am anderen Ende der Experimentalkette fühlte der MINERvA-Detektor den Neutrino-Puls, wie zu erwarten mit relativ geringer Ausbeute: Von 10 hoch 13 Neutrinos registrierte der 170 Tonnen schwere Detektor gerade mal eines. Immerhin genug, um eine digitale Botschaft durch den Fels zu schicken.

Die Übermittlung des binär codierten Wortes "Neutrino" gelang mit einer Übertragungsrate von 0,1 Bit pro Sekunde, was, gelinde gesagt, noch verbesserungswürdig ist. Aber hier geht es freilich um das Prinzip der Machbarkeit. Mag sein, dass die Neutrinos niemals im großen Stil als Informationsträger genützt werden. Falls schon, käme dem Experiment historisches Gewicht zu, vergleichbar etwa mit Alexander Grahams Bells erstem Telefonat im Jahr 1876:

"Watson, come here. I want you", soll der erste Satz gewesen sein, den der Schotte zu seinem Mechaniker am anderen Ende der Leitung gesagt hat. "Neutrino" ist auf den ersten Blick auch nicht origineller. Auf den zweiten vielleicht doch. Wie sagte Marshall McLuhan? "The medium is the message."

Robert Czepel, science.ORF.at

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