Kosmische Teilchenjagd Ein Messgerät, größer als das Saarland

Das größte Experiment der Welt entsteht im Augenblick in der Nähe einer Kleinstadt in Argentinien. Auf der Jagd nach äußerst schwer fassbaren Teilchen im Universum bauen Forscher dort ein Messinstrument auf einer Fläche von 3000 Quadratkilometern.


Dieses überdimensionale Observatorium soll helfen, die Frage nach dem Ursprung der sogenannten höchstenergetischen kosmischen Strahlung zu klären. 200 Wissenschaftler und Ingenieure von 55 Forschungseinrichtungen aus 15 Ländern arbeiten derzeit an dem Projekt mit. Das Budget beträgt über 40 Millionen Euro. Aus Deutschland sind Forscher der Universitäten Wuppertal, Aachen, Karlsruhe, Siegen und vom Forschungszentrum Karlsruhe und dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn beteiligt. Heute feiern die Wissenschaftler in Argentinien - denn das gigantische Messinstrument ist fast fertig. Gäste aus aller Welt wurden zu ersten Besichtigungen eingeladen.

Pierre Auger Observatory (Zeichnung): 3000 Quadratkilometer groß
Pierre Auger Observatory

Pierre Auger Observatory (Zeichnung): 3000 Quadratkilometer groß

Im Gegensatz zum Licht, das sich von Sternen geradlinig zur Erde ausbreitet, handelt es sich bei der kosmischen Strahlung um geladene Teilchen, die von Magnetfeldern abgelenkt werden können. Aus diesem Grund gibt es in der Wissenschaft bislang auch keinen Konsens über ihren Ursprung. Hinzu kommt, dass die Beobachtung solcher Teilchen schwierig ist.

"Da nur einmal pro Quadratkilometer und Jahrhundert ein derart extremes Teilchen erwartet wird, muss das Observatorium eine enorme Ausdehnung aufweisen", erläutert der Wuppertaler Experimentalphysiker Karl-Heinz Kampert. Entsprechend sind die Ausmaße des Projektes Nahe der Kleinstadt Malargüe gigantisch: Der nach dem französichen Physiker Pierre Auger benannte Detektor wird nach seiner Fertigstellung im Jahr 2007 größer sein als das Saarland. "Bei einer Fläche von 3000 Quadratkilometern können wir mit etwa einem Teilchen pro Woche im Experiment rechnen", hofft Kampert auf einen Erfolg der Studie. Das bisher weltweit größte Detektorfeld, das AGASA-Experiment in Japan, hat eine Fläche von 100 Quadratkilometern.

1600 Tanks mit 11.000 Litern Wasser

Um die Teilchen "einzufangen" werden in Argentinien 1600 Wassertanks mit jeweils 11.000 Litern hochreinem Wasser auf dem Gelände am Rande der Anden verteilt. Die Gegend ist für die Zwecke der Forscher ideal: Der Nachthimmel ist dunkel und wird nicht durch Streulicht von nahegelegenen Siedlungen erleuchtet, die Luft ist klar - und es gibt genügend Platz.

Die kosmischen Teilchen, die auch feste Körper durchdringen, sollen beim Auftreffen schwache Leuchtspuren in den lichtdicht abgeschlossenen Wassertanks erzeugen. Diese können mit hochempfindlichen Lichtsensoren nachgewiesen werden. Gleichzeitig wird die Atmosphäre oberhalb des Geländes in klaren mondlosen Nächten von 24 hochempfindlichen, jeweils 12 Quadratmeter großen Spiegelteleskopen beobachtet. Mit den auf diese Weise gesammelten Daten hoffen die Forscher dann, das Rätsel um die Herkunft der kosmischen Strahlung lösen zu können.

Nach Beendigung der Aufbauarbeiten in Argentinien soll auf der Nordhalbkugel ein ähnliches Observatorium entstehen, um die Himmelsabdeckung auf diese Weise zu komplettieren. Als Standort ist Colorado in den USA vorgesehen.



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