Helmholtz Perspektiven 0316

TITELTHEMA 11 DESY in Zeuthen anzusiedeln. Anfang des nächs- ten Jahrzehnts soll dieses weltweit einzigartige Observatorium aufgebaut sein. „Die wichtigsten drei Projekte der Gammastrahlen-Astronomie der Vergangenheit – H.E.S.S., MAGIC und VERITAS in den USA – haben den Grundstein gelegt“, erklärt Johannes Knapp vom DESY in Zeuthen, einer der CTA-Koordinatoren: „Im CTA-Projekt arbeiten Experten aus allen drei Experimenten zusammen, um den nächsten Schritt zu gehen.“ Observatorium im Ewigen Eis Ein ebenfalls noch junger Spross der Astrophysik nutzt Neutrinos als kosmische Boten. Die der Erde am nächsten gelegene Quelle dieser Teilchen ist die Sonne. Sie liefert aber nur Neutrinos mit gerin- ger Energie. Spannend ist seit kurzem die Suche nach hochenergetischen Neutrinos geworden, denn sie entstehen unter ähnlichen Bedingungen wie die Gammastrahlung und künden also von den spektakulären Vorgängen im All. Neutrinos nachzuweisen, ist jedoch enorm aufwendig, weil sie jede Art von Materie fast ungehindert durch- dringen. Man benötigt deshalb riesige Detektoren, damit hin und wieder ein Neutrino darin mit einem Atom zusammenstößt. Dann löst es einen verräterischen Tscherenkow-Blitz aus, der den Forschern Energie und Herkunftsrichtung des Neutrinos verrät. So ist es prinzipiell möglich, die Quelle am Himmel zu lokalisieren. Befindet sich dort ein bereits bekannter Himmelskörper, so steuern die Neutrinos einen weiteren Aspekt zu dessen Beschreibung bei. Das größte Neutrino-Observatorium befindet sich in der Antarktis. Mehr als 5000 lichtempfind- liche Detektoren sind an Kabeltrossen im Eis verankert und suchen in Tiefen zwischen 1450 und 2450 Metern ein Volumen von einem Kubik- kilometer nach den Neutrino-Signalen ab. IceCube Sensoren im Eis IceCube ist ein Neutrino- Observatorium in der Antarktis. Es sucht und misst mit verschiedenen Sensoren, sogenannten Digital Optical Modules (DOM), Tscherenkov- Leuchtspuren im Eis. Dazu werden die Sensoren in mit heißem Wasser ge- bohrten Löchern versenkt, die anschließend wieder zufrieren. Bilder: Jim Haugen, IceCube/NSF (li.); Robert Schwarz/NSF (re.) IceCube  Das Observatorium ist Teil der Amundson-Scott-Süd- polstation. Bild: Erik Beiser haben die Forscher die Anlage deshalb genannt. Das antarktische Eis bildet einen riesigen natür- lichen Detektor, den man in dieser Größe nicht künstlich herstellen kann. Zwei weitere Anlagen im Mittelmeer und im Baikalsee arbeiten nach demselben Prinzip; sie nutzen das Wasser als Detektor. Innerhalb der vergangenen vier Jahre konnte IceCube extrem energiereiche Neutrinos aus dem Kosmos nachweisen. Allerdings reicht die Zahl noch nicht aus, um sie eindeutig bekannten Him- melskörpern zuzuordnen – dazu müssten mehrere Neutrinos von derselben Stelle am Himmel kom- men, was bislang nicht der Fall war. Die Forscher wollen sich deshalb intensiver auf die Neutrinos stürzen und IceCube auf ein gewaltiges Detektorvolumen von zehn Kubik- kilometern erweitern. Neben den anderen Teles- kopen, die in den kommenden Jahren überall auf der Welt entstehen sollen, wird das eine weitere astrophysische Baustelle, von der aus die Wissen- schaftler den Geheimnissen des Universums näher kommen.  Thomas Bührke

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