Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rasende Teilchen aus dem All - erste Belege für Neutrinos aus kosmischen Beschleunigern

22.11.2013
Zum ersten Mal gibt es konkrete Hinweise auf hochenergetische Neutrinos, die von außerhalb unseres Sonnensystems stammen.

Das IceCube-Experiment, ein riesiges Neutrino-Observatorium in der Antarktis, an dem die Technische Universität München (TUM) beteiligt ist, hat 28 Neutrinos beobachtet, die mit hoher Wahrscheinlichkeit von kosmischen Objekten wie Supernovae, Schwarzen Löchern, Pulsaren oder anderen extremen galaktischen Phänomenen stammen.


Das IceCube-Observatorium in der Antarktis
Bild: Lindstrom, IceCube/NFL

Aus dem Universum prasseln ständig unterschiedlichste Arten von Teilchen auf die Erdatmosphäre. Die meisten davon, wie etwa Protonen, Elektronen oder Heliumkerne haben eine gewisse Masse und sind elektrisch geladen. Wenn sie mit anderen Teilchen zusammenstoßen oder in Magnetfeldern des Kosmos, der Sonne oder der Erde abgelenkt werden, ändern sie ihre Richtung und Energie.

Anders dagegen die ladungslosen und extrem leichten Neutrinos: Sie rauschen beinahe ungestört durch alle Materie hindurch. In jeder Sekunde passieren Milliarden von Neutrinos jeden Quadratzentimeter der Erde. Die überwiegende Mehrheit dieser Elementarteilchen entstand in Zerfalls- oder Umwandlungsprozessen in der Sonne oder der Erdatmosphäre.

Weit seltener sind Neutrinos, die aus Quellen außerhalb unseres Sonnensystems stammen, vom äußeren Rand unserer Galaxie oder aus noch größerer Ferne. Solche astrophysikalischen Neutrinos sind für Physiker hochinteressant. Sie geben Einblick in die mächtigen kosmischen Objekte, von denen sie herrühren: Supernovae, schwarze Löcher, Pulsare, aktive galaktischen Kerne und andere extreme extragalaktischen Phänomene.

Nun berichten die Wissenschaftler des IceCube-Experiments, an dem auch Forscher des Exzellenzclusters Universe der TUM beteiligt sind, dass sie erstmals hochenergetische Neutrinos beobachtet haben. Die 28 Ereignisse wurden zwischen Mai 2010 und Mai 2012 gemessen. Jedes dieser Neutrinos hatte eine Energie von mehr als 50 Teraelektronenvolt (TeV). Das ist tausendmal mehr als jemals ein Neutrino in einem irdischen Beschleunigerexperiment erreicht hat.

„Dies sind die ersten Nachweise von Neutrinos von außerhalb unseres Sonnensystems“, sagt TUM-Physikerin Professor Dr. Elisa Resconi, die auch Mitglied der IceCube-Kollaboration ist. „Diese Ereignisse können weder durch andere Ursachen erklärt werden, etwa durch atmosphärische Neutrinos, noch durch andere hochenergetische Ereignisse, wie etwa Myonen, die durch Wechselwirkungen mit der kosmischen Strahlung in der Erdatmosphäre entstehen.“

Nach Hunderttausenden atmosphärischer Neutrinos sind die Forscher nun sicher endlich auch Neutrinos nachgewiesen zu haben, die ihre Erwartungen an astrophysikalische Neutrinos erfüllen und damit höchstwahrscheinlich von kosmischen Beschleunigern stammen. „Nun müssen wir klären, woher diese Neutrinos stammen und wie sie entstanden sind. Wir stehen damit erst am Anfang einer neuen Astronomie mit Neutrinos“, sagt Elisa Resconi.

IceCube ist ein ins ewige Eis des Südpols eingeschmolzenes Neutrino-Observatorium, dessen Installation im Jahr 2010 nach sieben Jahren Bauzeit abgeschlossen wurde. Mit einer Größe von einem Kubikkilometer stellt es den weltweit größten Neutrino-Detektor dar. In einer Tiefe von 1450 bis 2450 Metern sind 86 vertikale Drahtseile mit insgesamt 5160 optischen Sensoren versenkt.

IceCube beobachtet die Neutrinos mittels winziger blauer Lichtblitze, dem Cherenkov-Licht, das entsteht, wenn Neutrinos mit Eis interagieren und dabei Teilchenschauer geladener Teilchen erzeugen. Betrieben wird das Observatorium von einem internationalen Konsortium unter Leitung der University of Wisconsin, Madison (USA), an der rund 250 Wissenschaftler und Ingenieure aus USA, Deutschland, Schweden, Schweiz, Japan sowie weiteren Ländern beteiligt sind.

Publikation:

Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector, IceCube Collaboration, Science, 22. Nov. 2013

Kontakt:

Prof. Dr. Elisa Resconi
Technische Universität München
Fachgebiet Experimentalphysik kosmischer Partikel
Exzellenzcluster Universe
Boltzmannstr. 2, 85748 Garching, Germany
Tel.: +49 89 35831 7120 – E-Mail: elisa.resconi@tum.de

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München
Weitere Informationen:
http://icecube.wisc.edu/
http://www.tum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Home computers discover a record-breaking pulsar-neutron star system
08.12.2016 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

nachricht Heimcomputer entdecken rekordverdächtiges Pulsar-Neutronenstern-System
08.12.2016 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

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: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Sensortechnik für E-Auto-Batterien

08.12.2016 | Energie und Elektrotechnik

Entlastung im Güterfernverkehr

08.12.2016 | Verkehr Logistik

Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

08.12.2016 | Physik Astronomie