Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Großfahndung nach mysteriösen Weltraumreisenden

05.12.2005


Ein Fluoreszenzteleskop bei der Montage in Karlsruhe. Die Spiegelfläche ist in einzelne Segmente unterteilt. In der Prototypphase werden zwei unterschiedliche Spiegelanfertigungen getestet.


Die Geschichte des Nachweises der kosmischen Strahlung reicht zurück bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts. Die ersten Experimente fanden Teilchen vergleichsweise geringer Energie, mit dem Fortschritt der Detektortechnik gelang der Nachweis bei immer höheren Energien.

... mehr zu:
»Detektor »Strahlung »Teleskop

Mittlerweile ist es bekannt, dass uns aus den Tiefen des Universums Teilchen erreichen, deren Energien die mit künstlichen Beschleunigern erreichbaren um das Hundertmillionenfache übertreffen. Dennoch bleiben bis zum heuten Tage viele Fragen nach dem Ursprung der Strahlung und ihrer Ausbreitung ungelöst.

Woher stammen diese Teilchen? Welcher Beschleunigungsmechanismus verbirgt sich hinter den gewaltigen Energien? Sind schwarze Löcher für ihre Entstehung verantwortlich, oder sind diese Partikel Hinweise auf neue Physik jenseits unseres Standardmodelles? Dies sind Fragestellungen, denen sich das Pierre-Auger-Observatorium widmet.


Errichtet wird das Auger-Experiment derzeit in der Provinz Mendoza in Argentinien. Unter maßgeblicher deutscher Beteiligung entsteht hier auf einer Fläche von etwa 3000 km2 das weltgrößte Experiment zur Beobachtung der kosmischen Strahlung. Das entspricht etwa der Größe des Saarlandes! Ein solches Großprojekt ist nur in internationaler Kollaboration realisierbar - mehr als 200 Wissenschaftler aus 19 Nationen bündeln ihre Kräfte für das gemeinsame Ziel.

Zur Beobachtung der höchstenergetischen Teilchen der kosmischen Strahlung macht man sich ihre Kollisionen mit den Atomkernen der Luft zunutze. Die Myriaden von Sekundärteilchen, die bei der Entwicklung dieser ausgedehnten Luftschauer entstehen, werden mit speziellen Meßdetektoren auf dem Erdboden nachgewiesen. Aber nicht nur Teilchen werden erzeugt - durch den Luftschauer wird die Atmosphäre ein wenig zum Leuchten angeregt, und dieses Fluoreszenzlicht kann mit eigens dafür konstruierten optischen Teleskopen beobachtet werden. Vom Nachweis mittels der atmosphärischen Kaskaden rührt auch der Name des Observatoriums her: Der französische Physiker Pierre Auger (1899-1993) war es, dem 1938 die Entdeckung der ausgedehnten Luftschauer gelang.

Bis zum Jahre 2004 werden 1600 Detektoren von jeweils 11.3 m2 x 1.2 m im Abstand von 1,5 km voneinander aufgestellt und mit Reinstwasser gefüllt. Die Lichtgeschwindigkeit ist in Wasser um etwa einen Faktor 1,3 kleiner als im Vakuum, daher können sich hochenergetische Teilchen schneller durch das Wasser bewegen als Licht. Ist dies der Fall, senden die Teilchen sogenannte Cherenkovstrahlung aus, Lichtwellen, die mit Photomultipliern registriert werden. In Luftschauern handelt es sich bei diesen Teilchen hauptsächlich um Elektronen und Myonen. So läßt sich für jeden Detektor die Anzahl der einfallenden Teilchen und durch Interpolation zwischen allen Detektoren ihre Gesamtzahl bestimmen. Dies ist eine wichtige Größe, die Rückschlüsse auf die Natur des ursprünglichen Teilchens zuläßt.

In Ergänzung zu den Wasserdetektoren werden 30 Teleskope von vier verschiedenen Beobachtungsstationen die darüberliegende Atmosphäre auf Fluoreszenzlicht hin überwachen. Jedes Teleskop hat eine Spiegelfläche von etwa 12 m2 und ein Gesichtsfeld von 30o x 30o. Damit kann die komplette Entwicklung eines Luftschauers verfolgt werden, d.h. das Anwachsen der Sekundärteilchenanzahl beim Eindringen in die Luft.

Die Kombination beider Detektorsysteme wird so die Bestimmung von Einfallsrichtung, Energie und Typ des kosmischen Teilchens erlauben, das den Luftschauer ausgelöst hat. Parallel zu den Messungen werden in umfangreichen Computerrechnungen die Entwicklung von Luftschauern sowie die Meßsignale der Detektoren nachvollzogen. Diese Simulationen sind für die korrekte Interpretation der gemessenen Werte unerläßlich. Um der Datenflut Herr zu werden, die sich aufgrund der riesigen Teilchenzahlen bei den Berechnungen ergibt, entwickeln die Wissenschaftler neue Methoden zur Analyse.

Das Auger-Experiment beginnt den Meßbetrieb im Jahre 2001 mit zwei Fluoreszenzteleskopen und rund 40 Wasserdetektoren. Die Komplettierung des Detektorsystems wird für das Jahr 2004 angestrebt, und die Gesamtlaufzeit ist auf 15 Jahre veranschlagt. Mit Spannung darf erwartet werden, ob es gelingen wird, das Geheimnis der höchstenergetischen kosmischen Teilchen zu lösen.

| Helmholtz Gemeinschaft
Weitere Informationen:
http://www.auger.de/public/index.de.html

Weitere Berichte zu: Detektor Strahlung Teleskop

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit
26.06.2017 | Universität Bremen

nachricht NAWI Graz-Forschende vermessen Lichtfelder erstmals in 3D
26.06.2017 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie