Bruno Pontecorvo

Bruno Pontecorvo (22. August 1913 – 24. September 1993) war ein italienisch-sowjetischer Physiker. Von ihm stammen zwei Ideen, die die Neutrinophysik bis heute tragen: das Verfahren, mit dem Raymond Davis Sonnenneutrinos nachwies, und der Gedanke der Neutrinooszillation.

Sein Name steht für das P in der PMNS-Matrix.

Bei Fermi in Rom

Pontecorvo wuchs in der Toskana auf und kam mit achtzehn nach Rom, wo er in die Arbeitsgruppe um Enrico Fermi aufgenommen wurde — die sogenannten Jungs der Via Panisperna. Er war der Jüngste unter ihnen; die anderen nannten ihn il cucciolo, den Welpen.

1934 war er an jener Entdeckung beteiligt, für die Fermi den Nobelpreis erhielt: dass langsame Neutronen Kernreaktionen weit wirksamer auslösen als schnelle.

Als Italien 1938 Rassengesetze erließ, verließ Pontecorvo als Jude das Land. Über Paris, einen Fluchtweg per Fahrrad vor der deutschen Wehrmacht, die USA und Kanada gelangte er nach Großbritannien.

Der Chlor-Argon-Vorschlag

1946 veröffentlichte Pontecorvo eine Überlegung, wie sich das damals noch nicht nachgewiesene Neutrino finden ließe: über eine Kernreaktion, bei der ein Chlor-37-Kern in Argon-37 übergeht.

Der Reiz des Vorschlags lag in der Chemie. Argon ist ein Edelgas — es geht keine Verbindungen ein und lässt sich deshalb aus einer großen Menge Flüssigkeit heraustreiben, selbst wenn es nur wenige Atome sind.

Genau dieses Verfahren setzte Davis zwanzig Jahre später im Homestake-Experiment um.

Der Wechsel in die Sowjetunion

1950 verschwand Pontecorvo mit seiner Familie während eines Urlaubs in Italien und tauchte fünf Jahre später in der Sowjetunion wieder auf. Er arbeitete fortan am Vereinigten Institut für Kernforschung in Dubna.

Die Umstände sind bis heute nicht vollständig geklärt. Pontecorvo war überzeugter Kommunist; zugleich stand er nach der Verhaftung von Klaus Fuchs unter Beobachtung. Ob er floh, weil er enttarnt zu werden fürchtete, oder aus Überzeugung ging, ist umstritten.

Für seine wissenschaftliche Wirkung hatte der Wechsel Folgen. Seine Arbeiten erschienen nun auf Russisch und wurden im Westen mit Verzögerung wahrgenommen — was erklärt, warum manche seiner Ideen dort erst später zugeschrieben wurden.

Die Oszillation

1957 und 1958 legte Pontecorvo in Dubna den Gedanken vor, der ihn unsterblich machte.

Bei neutralen Kaonen war bekannt, dass sich zwei Zustände ineinander umwandeln können. Pontecorvo fragte, ob Ähnliches auch bei Neutrinos möglich sei — ob ein Neutrino sich also unterwegs in ein Antineutrino oder in eine andere Art verwandeln könnte.

Damals kannte man nur eine Neutrinoart, und der Gedanke wirkte müßig. Erst 1962 formulierten Maki, Nakagawa und Sakata in Japan die Mischung dreier Arten in der Form, die heute üblich ist.

1968, als Davis' erste Ergebnisse das Defizit zeigten, gehörte Pontecorvo zu den wenigen, die sofort auf die Oszillation als Erklärung verwiesen. Bis zur Bestätigung durch Takaaki Kajita sollten weitere dreißig Jahre vergehen.

Weitere Beiträge

Auch der Gedanke, dass es mehr als eine Neutrinoart geben könnte, geht auf Pontecorvo zurück. Er schlug 1959 vor, das mit einem Beschleuniger zu prüfen — genau das taten Schwartz, Lederman und Steinberger drei Jahre später und erhielten dafür den Nobelpreis.

Pontecorvo selbst erhielt ihn nie.

Nachwirkung

Er starb 1993 in Dubna. Seine Asche wurde geteilt: eine Hälfte liegt auf dem protestantischen Friedhof in Rom, die andere in Dubna — ein letzter Ausdruck jener Zweiteilung, die sein Leben bestimmt hatte.

Von den drei großen Ideen der frühen Neutrinophysik — dem Teilchen selbst, der Theorie dazu und der Oszillation — stammt die dritte von ihm.

Quellen

B. Pontecorvo: Inverse beta process, Chalk River Report PD-205 (1946).
B. Pontecorvo: Mesonium and antimesonium, Soviet Physics JETP 6, 429 (1957).