Clyde Cowan

Clyde Lorrain Cowan junior (6. Dezember 1919 – 24. Mai 1974) war ein US-amerikanischer Physiker. Zusammen mit Frederick Reines gelang ihm 1956 der erste Nachweis des Neutrinos.

Werdegang

Cowan studierte Chemieingenieurwesen an der Missouri School of Mines and Metallurgy. Im Zweiten Weltkrieg diente er in Europa und befasste sich dort mit Radartechnik — eine Erfahrung, die für seine spätere Arbeit wichtiger werden sollte als sein Studienfach.

Nach dem Krieg promovierte er 1949 an der Washington University in St. Louis in Physik und ging anschließend nach Los Alamos. Dort traf er auf Frederick Reines, und aus dieser Begegnung entstand das Vorhaben, das beide bekannt machen sollte.

Was er einbrachte

Die Aufgabenteilung zwischen den beiden lässt sich gut beschreiben.

Reines hatte die theoretische Kühnheit — die Überzeugung, dass sich ein Teilchen nachweisen lasse, das Wolfgang Pauli selbst für unauffindbar gehalten hatte.

Cowan brachte das mit, woran es sonst gescheitert wäre: Erfahrung mit Detektoren, Elektronik und Signalverarbeitung. Denn der Nachweis des Neutrinos war weniger eine Frage der Idee als eine der Technik. Es galt, ein extrem seltenes Ereignis von einem lauten Untergrund zu trennen — bei etwa drei gesuchten Ereignissen pro Stunde gegenüber unzähligen Störsignalen.

Das verzögerte Koinzidenzsignal

Die Lösung war eine Signatur, die sich kaum nachahmen ließ.

Beim inversen Betazerfall entstehen zwei Signale nacheinander. Zuerst zerstrahlt das Positron mit einem Elektron und liefert zwei Gammaquanten von je 511 Kiloelektronenvolt. Wenige Mikrosekunden später wird das Neutron von einem Cadmiumkern eingefangen, der ebenfalls Gammastrahlung abgibt.

Die Elektronik zählte ein Ereignis nur dann, wenn beide Blitze auftraten, mit der richtigen Energie und im richtigen zeitlichen Abstand.

Diese Technik machte den Unterschied zwischen einem Rauschen und einem Nachweis. Sie wird bis heute in jedem Reaktorexperiment verwendet — von KamLAND über Daya Bay bis JUNO —, in verfeinerter Form, aber im Kern unverändert.

Das Experiment selbst ist auf der Seite zum Cowan-Reines-Experiment beschrieben.

Nach dem Experiment

Cowan verließ Los Alamos 1957. Er lehrte an der George Washington University und ab 1958 an der Catholic University of America in Washington, D.C., wo er bis zu seinem Tod blieb.

Er befasste sich in dieser Zeit mit Blitzforschung, mit dem bis heute rätselhaften Phänomen des Kugelblitzes und mit Fragen der Astrophysik. Die spektakuläre Fortsetzung der Neutrinophysik — Oszillation, Neutrinoastronomie, die großen Detektoren — erlebte er nicht mehr mit.

Cowan starb 1974 im Alter von 54 Jahren an einem Herzinfarkt.

Warum sein Name seltener fällt

Der Nobelpreis für den Neutrinonachweis wurde 1995 vergeben — einundzwanzig Jahre nach Cowans Tod. Da die Auszeichnung nicht posthum verliehen wird, konnte nur Reines geehrt werden.

Reines hat diesen Umstand nie stillschweigend hingenommen. Er nannte Cowan bei Vorträgen und in Veröffentlichungen konsequent als gleichberechtigten Partner und wies darauf hin, dass das Experiment ohne dessen Detektorkunst nicht zustande gekommen wäre. In seinem Nobelvortrag von 1995 sprach er ausdrücklich von der gemeinsamen Arbeit.

In der Fachliteratur heißt der Versuch deshalb bis heute Cowan-Reines-Experiment und nicht anders. Das ist die Form der Anerkennung, die geblieben ist — und keine geringe.

Quellen

C. L. Cowan, F. Reines, F. B. Harrison, H. W. Kruse, A. D. McGuire: Detection of the Free Neutrino: A Confirmation, Science 124, 103 (1956).
F. Reines: The neutrino: from poltergeist to particle, Nobelvortrag 1995.