Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ICARUS-Experiment gestartet: ThyssenKrupp hilft bei der Suche nach Geister-Teilchen aus dem Weltraum, den rätselhaften Neutrinos

21.06.2010
Ununterbrochen und für das menschliche Auge unsichtbar fallen pro Sekunde und Quadratzentimeter etwa 60 Milliarden winziger Elementar-Teilchen auf die Erdoberfläche und durchdringen unseren Planeten.

Diese so genannten Neutrinos werden auch als Geister-Teilchen bezeichnet, weil sie durch Körper und riesige Materieschichten strömen, ohne mit anderen Partikeln zusammen zu stoßen. „Von allen bekannten Teilchen sind Neutrinos die mysteriösesten“, sind Wissenschaftler überzeugt. Um ihr Rätsel zu lösen, ist eine Versuchsanlage in Italien aufgebaut worden.


Die Messgeräte sind dabei unter anderem aus Hochleistungswerkstoffen der ThyssenKrupp VDM gefertigt. Nach jahrelangen Vorbereitungsarbeiten und Tests ist nach Angaben der Wissenschaftler jetzt mit dem bahnbrechenden Projekt begonnen worden. Die Forscher erhoffen sich von diesem Experiment, das unter 1400 Meter Fels im weltgrößten unterirdischen Labor für Astroteilchenphysik stattfindet, neue Erkenntnisse über Vergangenheit und Zukunft des Universums.

Neutrinos entstehen bei nuklearen Reaktionen, wie sie auf der Sonne und bei Sternenexplosionen stattfinden. Da die geheimnisvollen Teilchen Materie durchqueren, ohne anzuecken oder Spuren zu hinterlassen, ist ihr Nachweis kaum möglich. Auf Grund dieser Eigenschaften sind große und extrem sensible Messgeräte (Detektoren) erforderlich, die die winzigen Teilchen quasi fotografieren sollen. Ein solches Gerät ist der ICARUS-Teilchendetektor, für den die ThyssenKrupp VDM rund 70 Tonnen des Hochleistungswerkstoffs Pernifer 36 in Form von Bandblechen lieferte.

Das Wissenschaftsprogramm ICARUS steht für „Imaging cosmic and rare underground signals“. Kernstück ist ein 80 Meter langes und 15 Meter hohes Messgerät, das vom italienischen „Laboratori Nazionali del Gran Sasso“ (LNGS) betrieben wird. 600 bis 800 Wissenschaftler aus 25 Ländern kommen jedes Jahr hierher, um Experimente durchzuführen. Damit die Untersuchungen frei von störenden Umwelteinflüssen erfolgen können, liegt der 600 Tonnen schwere Detektor tief unter der Erde des Gran Sasso, einem Gebirgsmassiv in den Abruzzen etwa 120 Kilometer südlich von Rom. In diese unterirdischen Versuchslabore sendet seit August 2006 die weltweit anerkannte Genfer Kernforschungseinrichtung CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) phasenweise künstliche Neutrinos. Dort werden in Teilchenbeschleunigern Energien wie bei einer Kernfusion erzeugt und die dabei freigesetzten Neutrinos auf eine Reise geschickt.

Die rund 730 Kilometer zum ICARUS-Detektor ausschließlich durch das Erdinnere legen die Geisterteilchen in 2,5 Millisekunden zurück. Das Messgerät ist extremen Anforderungen ausgesetzt. Deshalb kam hier ein spezieller Hochleistungswerkstoff, die Nickellegierung Pernifer 36 zum Einsatz, die sich durch besonders geringe thermische Ausdehnung, günstige Verarbeitungseigenschaften und hervorragende mechanische Eigenschaften bei extrem tiefen Temperaturen auszeichnet. „Der komplette Innenteil des Detektors ist aus Pernifer 36“, berichtet Francesco Arneodo von den LNGS. Gefüllt ist der Detektor mit dem flüssigen Edelgas Argon. Treffen Neutrinos in diese sogenannte Blasenkammer, entstehen - durch Reaktion mit dem Edelgas -Blitze. Innerhalb eines Augenblicks reagieren mehrere Kameras auf die Blitze. Ein dreidimensionales Bild der Neutrinovorkommen entsteht. „Für die Geometrie des Detektors, der durch das flüssige Argon auf minus 186 Grad heruntergekühlt ist, ist der thermische Ausdehnungskoeffizient des Pernifer 36 enorm wichtig“, erläutert Dr. Bernd de Boer, Leiter Anwendungstechnik der ThyssenKrupp VDM: „Pernifer 36 wird bei tiefen Temperaturen nicht spröde und die Ausdehnung des Materials liegt bei Temperaturschwankungen praktisch bei Null.“

Für die Wissenschaftler werden mit der Erforschung der Neutrinos auch Geheimnisse aus dem Universum gelüftet. Da die rätselhaften Teilchen Ewigkeiten ungebremst durch den Weltraum fliegen, können sie Informationen über zurückliegende Vorgänge im All oder die so genannten „Schwarzen Löcher“ liefern und sind somit Botschafter des Kosmos. „Die wesentlichen Ergebnisse der Untersuchungen stehen noch aus“, sagt Arneodo, fügt aber hinzu: „Mit Studien über das Verhalten von flüssigem Argon liefert ICARUS bereits heute einen wesentlichen Beitrag für die Elementarteilchenphysik.“ Jetzt teilten die Kernphysiker mit, dass Ende Mai die Detektoren hochgefahren wurden und damit das eigentliche ICARUS-Experiment gestartet worden ist.

Die ThyssenKrupp VDM (Werdohl) ist einer der weltweit führenden Anbieter von Hochleistungswerkstoffen, Sonderlegierungen und Titan-Halbzeugen und ist insbesondere in den Segmenten Anlagenbau, Energiegewinnung, Öl und Gas, der Elektro- und Elektronikindustrie sowie Automotive-, Luft- und Raumfahrtindustrie tätig. Das Unternehmen verfügt über Produktionsstätten in Werdohl, Altena, Unna, Siegen und Essen sowie ein Vertriebsbüro in Frankfurt/Main. Hinzu kommen zwei Werke in den USA sowie eine weltweite Vertriebsorganisation. Im Geschäftsjahr 2008/09 erreichte das Unternehmen mit rund 1.700 Mitarbeitern einen Umsatz von mehr als 740 Millionen Euro.

Ansprechpartner:
Volker Lindemann
ThyssenKrupp VDM
Telefon: +49 2392 55-2588
Telefax: +49 2392 55-2586
E-Mail: volker.lindemann(at)thyssenkrupp.com

Volker Lindemann | ThyssenKrupp VDM
Weitere Informationen:
http://www.thyssenkrupp.com

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fachhochschule Südwestfalen entwickelt innovative Zinklamellenbeschichtung
13.07.2018 | Fachhochschule Südwestfalen

nachricht 3D-Druck: Stützstrukturen verhindern Schwingungen bei der Nachbearbeitung dünnwandiger Bauteile
12.07.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Europaweit erste Patientin mit neuem Hybridgerät zur Strahlentherapie behandelt

19.07.2018 | Medizintechnik

Waldrand oder mittendrin: Das Erbgut von Mausmakis unterscheidet sich je nach Lebensraum

19.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Automatisiertes Befüllen von Regalen im Einzelhandel

19.07.2018 | Verkehr Logistik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics