Weltspitze in der Astroteilchenforschung

  • 19. September 2014

Erlanger Forschungszentrum plant weltgrößtes Gammastrahlenteleskop.

Erlangen entwickelt sich zu einem internationalen Zentrum der Astroteilchenphysik. Mit der einer Zuwendung von 2,2 Millionen Euro setzt das BMBF die erfolgreiche Förderung des „Erlangen Centre for Astroparticle Physics“ an der Universität Erlangen-Nürnberg fort. Ein großer Teil der Förderung fließt in die Entwicklung und den Bau des bislang größten Gammastrahlenteleskops der Welt. Das ECAP ist an vielen internationalen Großprojekten der Neutrino-, Gamma- und Röntgen-Astronomie führend beteiligt – unter anderem durch die Entwicklung und den Bau von Kameras, Sensorsystemen und Detektoren.

CTA

Abb.: So könnte es aussehen: Künstlerische Darstellung des geplanten Cherenkov Telescope Array. (Bild: DESY)

Am ECAP erforschen über 150 Wissenschaftler hochenergetische Teilchen aus dem Universum, die beispielsweise in der Umgebung von Schwarzen Löchern beschleunigt werden und als Materieströme mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch das Weltall rasen. „Wir konzentrieren uns dabei auf Neutrinos und Gammastrahlen, denn die werden im Gegensatz zu Protonen von Magnetfeldern nicht abgelenkt“, erklärt ECAP-Geschäftsführerin Gisela Anton. „Sie sind die perfekten Botschafter des Universums, weil wir durch sie zum Beispiel den Ursprung der kosmischen Strahlung identifizieren können.“

Um Strahlung und Teilchen aus dem Kosmos aufspüren zu können, sind zum Teil gigantische Apparaturen notwendig – etwa die HESS-Spiegelteleskope im Hochland von Namibia oder die Neutrinoteleskope IceCube am Südpol und ANTARES vor der französischen Mittelmeerküste. Für diese internationalen Großprojekte der Neutrino- und Gamma-Astronomie entwickelt und baut das ECAP unter anderem Kameras, Sensorsysteme und Detektoren. Die ECAP-Forscher sind in den Betrieb der Teleskope und in die Datenauswertung eingebunden und entwickeln neue Softwarepakete und Analysemethoden.

Ein großer Teil der aktuellen BMBF-Förderung fließt in ein Projekt, das 2010 startete und dessen Bau 2016 beginnt: das „Cherenkov Telescope Array“ CTA. Das Instrument stößt in neue Dimensionen der Astroteilchenforschung vor: Mit seinen rund 100 Einzelteleskopen wird es das größte Gammastrahlenteleskop der Welt sein und die Empfindlichkeit der HESS-Teleskope um den Faktor 10 übertreffen. „Mit dem CTA werden wir tausende neue Gammastrahlungsquellen am Himmel entdecken und charakterisieren können“, so Anton. Das CTA wird an zwei Standorten – einem auf der Nordhalbkugel, einem auf der Südhalbkugel der Erde – errichtet. Etwa 1000 Wissenschaftler arbeiten in diesem Projekt.

Die Beteiligung des ECAP an diesen internationalen Leuchtturmprojekten ist primär auf die Gewinnung grundlegender Erkenntnisse über unser Universum ausgerichtet – etwa über die Entstehung Dunkler Materie und ihre Teilchenreaktionen. Doch die Forschung hat auch wertvolle Nebeneffekte: So ist die Entwicklung neuer Detektortechnologien auch außerhalb der Astroteilchenphysik nutzbar.

FAU / RK

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