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 Das anwachsende Ende der Ordnung
27.03.2017 | Universität Konstanz

nachricht In einem Quantenrennen ist jeder Gewinner und Verlierer zugleich
27.03.2017 | Universität Wien

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: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE