Forscher staunen über rasende Neutrinos Weltweit überwiegt die Skepsis

Daher ist die vorherrschende Reaktion von Physikern weltweit die Skepsis. "Spontan fallen uns ein Dutzend Wege ein, wie man eine solche Messung verhunzen könnte", sagt Lothar Oberauer von der Technischen Universität München, der unter dem Gran Sasso im Labor neben Opera am Neutrino-Experiment Borexino arbeitet. Er betont aber, dass er auch noch nicht wisse, wie Operas Resultate zu erklären seien. Wie viele andere Physiker war er am Freitag noch dabei, die 24-seitige Vorveröffentlichung zu studieren.

Die Zweifel der Kollegen richten sich zunächst auf zweierlei. Zum einen wird bei der Zeitmessung das Satellitennavigationssystem GPS benutzt. Obwohl die Opera-Leute es mit einigen Zusatzgeräten aufgepeppt und mit einer eigenen Atomuhr gekoppelt haben, bleibe die Zeitmessung damit auf "einige zehn Nanosekunden ungenau", sagte Chang Kee Jung von der Stony Brook University dem Wissenschaftsmagazin Science. Er leitet ein ähnliches Experiment in Japan, das zurzeit wegen des Erdbebens vom März aber stillsteht.

Die erste kritische Nachfrage bei dem Seminar in Genf richtet sich auch genau auf diesen Punkt. Ereditato und seine Kollegen geben die Ungenauigkeit hingegen mit zehn Sekunden an. Und sie verweisen darauf, dass das Eidgenössiche Institut für Metrologie (Messwissenschaft) und die deutsche Normungsbehörde, die Physikalisch-Technische Bundesanstalt, das System zur Zeitmessung abgenommen hätten.

Beeindruckend ist auch, dass sie die Distanz von Genf auf 20 Zentimeter genau angeben und dass ihr System die noch kleineren Verschiebungen registrierte, die beim Erdbeben von L'Aquila 2009 auftraten: sechs Zentimeter nach Norden, vier Zentimeter nach Osten, zwei Zentimeter nach oben.

Zum anderen aber wird bei Opera nicht wirklich für jedes einzelne Neutrino die Zeit gestoppt. Die Teilchen entstehen in Genf irgendwann innerhalb eines Zeitfensters von 10 Mikrosekunden (Millionstelsekunden), das ist tausendmal so viel wie die angegebene Genauigkeit der Zeitmessung. Die Neutrinos kommen dann in einem ähnlich langen Zeitraum unter dem Gran Sasso an, wo die Instrumente der Physiker einen winzigen Bruchteil nachweisen können. Wenn die ersten Neutrinos das Messgerät erreichen, sind die letzen noch drei Kilometer vom Ziel entfernt.

Die Zeit, die die Partikel für die ganze Strecke von Genf gebraucht haben, ergibt sich aus einem statistischen Vergleich ganzer Teilchengruppen: die zeitliche Häufigkeitsverteilung der Vorläuferteilchen am Cern wird mit der entsprechenden Aufzeichnung der angekommenen Neutrinos abgeglichen. Es ist ein eingeführtes Verfahren, schon die Kollegen an einem amerikanischen Experiment hatten so gearbeitet. "Das ist der Kern der Methode," sagt Caren Hagner, Opera-Mitglied von der Universität Hamburg. Sie wollte ihren Namen nicht auf die Vorveröffentlichung setzen, weil sie gern vorher noch mehr interne Tests gesehen hätte.

Ein gewichtiges Gegenargument gegen die neuen Resultate kennen die Physiker seit dem Jahr 1987. Da leuchtete am Nachthimmel eine Supernova auf; tief im All war ein gewaltiger Stern explodiert und hatte Licht und Neutrinos in Richtung Erde geschleudert. Beides war hier gleichzeitig eingetroffen - aber wenn die Neutrinos in den leeren Weiten des Alls wirklich schneller gewesen wären, hätten sie um Wochen früher ankommen müssen.

"Es ist schwierig, das mit den Opera-Resultaten zu versöhnen", sagte der theoretische Physiker John Ellis von Cern im britischen Magazin Nature. Allerdings wissen die Physiker auch noch nicht genug über Neutrinos, um auszuschließen, dass die Teilchen 1987, die von einer anderen Art und weit geringerer Energie waren, sich nicht doch anders verhalten konnten als die Artgenossen unter Italien.

Der amerikanische Physiker Brian Greene von der Columbia University ist vor dem Hintergrund sogar bereit, "fast alles zu verwetten, was mir teuer ist, dass dieses Resultat eine genaue Prüfung nicht überstehen wird".

Dabei könnte er von einer Bestätigung profitieren. Greene propagiert, auch in populären Büchern, die sogenannte Stringtheorie, wonach winzige Fäden mit lauter unsichtbaren Extradimensionen die Basis aller Materie bilden. Sollten die Neutrinos unter Italien wirklich schneller als das Licht gewesen sein, dann womöglich deswegen, weil sie eine Abkürzung durch eine der Extradimensionen genommen haben. Aber mit solchen Spekulationen wagt sich zurzeit noch kein ernstzunehmender Physiker vor.

Auch die Opera-Leute nicht. Am Ende seines Vortrags sagte Dario Autiero vom Institut für Physik in Lyon, der die Resultate für seine Arbeitsgruppe vorstellte: "Obwohl wir eine sehr große statistische Genauigkeit erreicht haben, suchen wir nur nach einer unabhängigen Bestätigung unserer Resultate und wir verzichten ausdrücklich auf jede theoretische Erklärung der Messung."