Bestaan van vierde neutrino nu zeer onwaarschijnlijk

Het bestaan van een vierde neutrino lijkt zeer onwaarschijnlijk. Nieuwe experimenten leveren geen enkele nieuwe aanwijzing. De eerste aanwijzingen voor het bestaan van zo'n deeltje dateren uit 1985 en begin vorig jaar leken die sterker te worden.

Het nieuwe neutrino zou een vrij grote massa hebben, wat belangrijke consequenties zou hebben voor zowel de deeltjesfysica (waarin geen plaats is voor zo'n deeltje) als de kosmologie (waar het juist wel gewild is: bij het oplossen van het probleem van de zogeheten "onzichtbare' materie in het heelal).

Een neutrino is een deeltje zonder elektrische lading en met hooguit een heel kleine massa, dat overal dwars doorheen vliegt. Enorme aantallen komen vrij bij de kernfusieprocessen in het inwendige van sterren. Tot voor kort kende men drie soorten: het e-, tau- en muon-neutrino. Het best en langst bekend is het eerste type, dat ontstaat bij het verval van atoomkernen (bètaverval). Misschien kunnen neutrino's van de ene soort overgaan in de andere.

Sinds een paar jaar zijn er aanwijzingen dat er bij het verval van bepaalde radioactieve elementen, zoals tritium, zwavel-35 en koolstof-14, behalve "lichte' of massaloze neutrino's ook "zware' neutrino's vrijkomen. Een kleine afwijking in het energiespectrum van gelijktijdig uitgezonden elektronen wees op deeltjes met een massa van 17 keV (kilo-elektronvolt). Probleem is echter dat het energiespectrum moeilijk te meten is. Sommige onderzoekers vonden wel een afwijking, andere niet.

Twee nieuwe experimenten hebben de balans nu weer naar nul teruggeduwd. Onderzoekers van het Kernonderzoekcentrum Karlsruhe hebben op het Instituut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble het verval gemeten van lutetium-177, een element uit de groep der zeldzame aarden. Hierbij werd niets bijzonders ontdekt. Ook een twee maanden durende meetcampagne op het Instituut voor Kernwetenschappen in Tokyo, waar het verval van nikkel-63 werd gemeten, leverde niets op. De onderzoekers menen dat het bestaan van een vierde neutrino nu met een waarschijnlijkheid van 80 procent kan worden uitgesloten.