Neutrino-Teleskop
Mit Icecube auf Jagd nach Geisterteilchen

Ein riesiger Eisblock in der Antarktis soll Wissenschaftlern bei der Jagd nach den geheimnisvollen Neutrinos helfen. Die "Geisterteilchen" gelten als wichtige Informationsträger, wenn es um Schwarze Löcher oder die geheimnisvolle Dunkelmaterie geht. Um ihre Botschaft zu entschlüsseln, sind aber gewaltige logistische Anstrengungen nötig.
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HB DÜSSELDORF. Nach knapp sechs Jahren Bauzeit und einem Jahrzehnt Vorbereitung kann das Neutrino-Teleskop "Icecube" in der Antarktis jetzt erstmals in vollem Umfang seine Arbeit aufnehmen. Der größte Teilchendetektor der Welt besteht aus einem Kubikkilometer Eis, der mit höchstempfindlichen Lichtsensoren durchsetzt ist. Sie fangen die Spuren von Neutrinos aus dem Weltall auf, um durch diese "Himmelsboten" Informationen über weit entfernte Galaxien zu erhalten.

Neutrinos werden oft als Geisterteilchen bezeichnet, da sie normale Materie nahezu unbeobachtbar durchdringen können. Der Nachweis erfordert daher gigantische Detektoren. Wie eben Icecube, das im tiefen Eis unter der US-amerikanischen Amundsen-Scott-Station am geografischen Südpol installiert ist. Das Projekt wird von einem internationalen Konsortium unter Führung der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) betrieben. Die NSF hat auch den größten Teil der Baukosten von 279 Millionen US-Dollar übernommen.

Icecube besteht aus 86 Kabeltrossen, an denen in Tiefen zwischen 1,45 und 2,45 km jeweils 60 Glaskugeln angebracht sind. Die Kugeln umschließen hochempfindliche Lichtsensoren, die das schwache bläuliche Leuchten auffangen, das bei Neutrinoreaktionen entsteht. Ein Viertel dieser insgesamt über 5 000 optischen Sensoren wurde durch deutsche Forschungsgruppen bereitgestellt und am Standort Zeuthen des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY) zusammengesetzt und getestet. Die Trossen sind in 125 Meter Abstand voneinander angeordnet, sodass insgesamt ein Volumen von einem Kubikkilometer mit Lichtsensoren bestückt ist.

Der Südpol ist ein idealer Ort für dieses Projekt durch sein kristallklares Tiefeneis und durch die exzellente Infrastruktur, die die Amundsen-Scott-Station bietet. Ausrüstungen und Personen werden von McMurdo, der amerikanischen Station am Rande der Antarktis, mit kufenbestückten Transportflugzeugen eingeflogen. Die Arbeiten am Teleskop werden im antarktischen Sommer zwischen November und Februar durchgeführt, wenn die Sonne 24 Stunden am Tag scheint und die Temperaturen auf erträgliche-30 Grad Celsius steigen.

Die Löcher, in die die Kugeln herabgelassen wurden, mussten mit 80 Grad Celsius heißem Wasser ins Eis geschmolzen werden. Nachdem eine Trosse mit optischen Sensoren herabgelassen war, fror das Loch innerhalb weniger Tage wieder zu. Die von allen Sensoren gemessenen Signale werden zur Zentralstation an der Oberfläche übertragen, dort aufbereitet und via Satellit an die Forschungsinstitute auf der Nordhalbkugel gesendet.

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