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ePaper created 2014-11-04, 10:08:51 | version 1.33.00
Energie I Erde und Umwelt I Gesundheit I Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr I Schlüsseltechnologien I Struktur der Materie Universitäten und Max-Planck-Instituten vernetzt. Ihnen stehen einzigartige Großgeräte und Infrastrukturen zur Verfügung, zum Beispiel der weltweit größte Teilchenbe- schleuniger LHC am CERN, der Beschleunigerkomplex bei GSI und zahlreiche große Detektoren, unterirdische Labore oder Observatorien, mit denen sie tief in den Kosmos blicken können. Von Materie zu Materialien und Leben Mithilfe modernster Strahlungsquellen untersuchen die Forscher Strukturen, dynamische Vorgänge und Funktio- nen von Materie und Materialien. Dabei arbeiten sie eng mit Universitäten und der Industrie zusammen. Forschungs- schwerpunkte sind zum Beispiel Übergangszustände in Feststoffen, Molekülen und biologischen Systemen, Die IceCube-Daten werden in der antarktischen Station (links) nicht nur gesammelt, sondern wegen der beschränk- ten Übertragungskapazität bereits gefiltert und vorausge- wertet. Ein hochenergetisches Neutrino-Ereignis wird als 3D-Grafik dargestellt (rechts). Bild: IceCube/NSF Seit seiner Fertigstellung im Jahr 2010 nimmt IceCube, der größte Teilchendetektor der Welt, Daten, und bereits seine ersten Ergebnisse taugen dazu, einen neuen Zweig der Astro- nomie zu begründen. IceCube besteht aus über 5000 hochempfindlichen Licht- sensoren, die Wissenschaftler in sechs Jahren Bauzeit bis zu 2,5 Kilometer tief ins ewige Eis der Antarktis herabgelassen hatten, um mit ihnen einen ganzen Kubikkilometer antark- tisches Eis auszuspähen. Sie vermessen äußerst schwache Lichtblitze, die sehr seltene Kollisionen von Neutrinos mit dem antarktischen Eis erzeugen. Ziel des Experiments ist es, die fast masselosen Neutrinos als einzigartige Botenteilchen zu nutzen, um energiereiche Ereignisse im Weltall, wie etwa Supernova-Explosionen oder andere kosmische Teilchen- schleudern, aufzuspüren. Zwischen Mai 2010 und Mai 2013 fingen die Forscher insge- samt 37 Neutrinos mit Energien oberhalb von 30 Tera-Elek- tronenvolt (TeV) aus den Tiefen des Kosmos ein, darunter drei mit einer Energie von mehr als 1000 TeV. Im Dezember 2012 flog dabei das höchstenergetische Neutrino in den IceCube- Detektor, das jemals von einem Experiment aufgefangen wur- de. Es hat eine Energie von unvorstellbaren 2 Peta-Elektronen- ICECUBE FINDET ERSTE ENERGIEREICHE NEUTRINOS AUS DEM KOSMOS volt (2000 TeV) – 300-mal mehr als die fast lichtschnellen Protonen, die im weltstärksten Teilchenbeschleuniger LHC ab 2015 aufeinanderprallen, geballt in einem einzigen Elemen- tarteilchen. „Diese Messungen sind der erste Hinweis auf sehr hochenergetische Neutrinos, die von jenseits unseres Sonnensystems kommen, und ein Beleg für die Existenz von enorm energiereichen Prozessen im Kosmos. „Wir erleben gerade die Geburtsstunde der Neutrinoastronomie“, sagt Markus Ackermann, Leiter der an IceCube beteiligten DESY- Arbeitsgruppe. DESY ist zusammen mit neun Hochschulen aus Deutschland beteiligt – ein Viertel der optischen Module von IceCube wurden bei DESY zusammengesetzt und getes- tet, ein wesentlicher Teil der Empfangselektronik an der Eis- oberfläche kommt aus Deutschland. Eine räumliche oder zeitliche Häufung der registrierten höchstenergetischen Ereignisse, die auf eine bestimmte kosmische Quelle hindeuten würde, konnten die IceCube- Forscher bisher nicht feststellen, dazu ist die Anzahl noch zu klein. Mit steigenden Nachweiszahlen der kommenden Jahre hoffen die Wissenschaftler aber, einzelne Quellen der ener- giereichen Neutrinos im Kosmos identifizieren zu können. Weitere Beispiele aus diesem Forschungsbereich g Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY 35