aus der Forschung des Deutschen Elektronen-Synchrotrons DESY

„Neutrinos sind die erstaunlichsten und befremdlichsten Vertreter des Teilchenzoos“, sagt Dr. Christian Spiering, Projektleiter von IceCube bei DESY. Diese Elementarteilchen sind elektrisch neutral und durchdringen dicke Materieschichten nahezu ohne Zusammenstöße. Auch den Planeten Erde. „Pro Sekunde und Quadratzentimeter treffen etwa 60 Milliarden Neutrinos von der Sonne auf die Erdoberfläche. Sie durchqueren die Erde, wobei im Mittel auf dem gesamten Weg weniger als ein Dutzend von ihnen mit einem Atom zusammenstößt“, erklärt Spiering. Fast alle Sonnenneutrinos, die auf der Nordhalbkugel auftreffen, kommen daher auf der Südseite wieder zum Vorschein.

Informationen aus dem Kosmos

Genau diese Eigenschaft macht Neutrinos aber zu Informationsträgern. „Neutrinos sind ideale Boten, die Informationen aus Regionen bringen, aus denen uns kein Licht mehr erreichen kann“, sagt Spiering. Hochenergetische Neutrinos könnten aus Supernovae oder der Umgebung Schwarzer Löcher entweichen, sie könnten aber auch Aufschluss darüber geben, wo sich die dunkle Materie im Kosmos verbirgt. Denn dies ist eines der größeren Rätsel der Physik: Die uns bekannte Materie stellt allenfalls vier Prozent des kosmischen Inventars, während fast 23 Prozent aus „dunkler“ Materie bestehen müssen.

Mit Hilfe des IceCube-Experiments hoffen die Astroteilchenphysiker nun auf Hinweise, in welchen kosmischen Objekten die höchstenergetischen kosmischen Strahlen erzeugt werden und wie diese kosmischen Teilchenbeschleuniger funktionieren.  Dabei wird der Detektor im Wesentlichen Neutrinos nachweisen können, die aus dem Nordhimmel auf die Nordhalbkugel treffen, die Erde durchqueren und am Südpol wieder verlassen.

IceCube: 30mal empfindlicher als AMANDA

Seit Dezember 2010 sind alle DOMs installiert. Sechs Jahre lang hatten die Bauarbeiten gedauert, die Sommersaison am Südpol ist kurz. Ein Viertel aller optischen Sensoren wurde durch deutsche Forschungsgruppen bereitgestellt und bei DESY in Zeuthen zusammengesetzt und getestet. Das Projekt wird von einem internationalen Konsortium unter Führung der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) betrieben.

Der IceCube-Detektor ist rund 30mal empfindlicher als die Vorgängerversion AMANDA. Damit haben die Astroteilchenphysiker erstmals eine reale Aussicht, hochenergetische Neutrinos aus weit entfernten Galaxien zu erfassen.  „Im kristallklaren Eis am Südpol kann man die schwachen Lichtblitze, die Neutrinoreaktionen erzeugen, noch bis zu Distanzen von hundert Metern nachweisen“, sagt Spiering.

DESY/red.