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Auf Empfang für Partikel aus dem All
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Karlsruher Instituts für Technologie
astronews.com
21. August 2018
Kosmische Strahlung besteht auch hochenergetischen
Partikeln, die bislang vor allem durch Teilchenschauer nachgewiesen werden, die
diese Partikel beim Eindringen in die Erdatmosphäre verursachen. Bislang wurden
dazu Teilchendetektoren und optische Teleskope verwendet. Nun soll die kosmische
Strahlung auch im Radiobereich beobachtet werden.
Forschungsschwerpunkt von Dr. Frank Schröder
ist die Astroteilchenphysik, insbesondere die
Radiomessung hochenergetischer kosmischer
Strahlung.
Foto: Markus Breig, KIT [Großansicht] |
Für seine Forschung zur Suche nach den Quellen höchstenergetischer Teilchen
der kosmischen Strahlung aus der Milchstraße erhält Dr. Frank Schröder,
Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Assistant
Professor an der University of Delaware einen sogenannten ERC Starting
Grant: Der Europäische Forschungsrat fördert sein Projekt mit 1,6 Millionen Euro
für fünf Jahre. Wesentliche Fortschritte der Radiomesstechnik, die Frank
Schröder mit Kollegen am Institut für Kernphysik des KIT erzielt hat,
ermöglichen es auch nach hochenergetischen Photonen zu suchen, die mit den
massiven geladenen Teilchen der kosmischen Strahlung einhergehen.
Die höchstenergetischen Teilchen aus unserer eigenen Galaxis, der
Milchstraße, bergen viele Geheimnisse. Die Quellen und Mechanismen, die sie auf
so hohe Energien beschleunigen, sind bisher unbekannt. Diese Energien liegen
weit über denen, die riesige von Menschen gebaute Beschleunigeranlagen –
beispielsweise der Large Hadron Collider des europäischen
Kernforschungszentrums CERN in Genf – erreichen können.
Hochenergetische kosmische Strahlung wird durch von ihr in der Erdatmosphäre
ausgelöste Teilchenschauer gemessen, die bis zur Erdoberfläche vordringen.
Bisher geschieht dies vor allem durch Teilchendetektoren und optische Teleskope.
Langjährige Experimente mit Antennenstationen im Umfeld solcher
Teilchendetektoren haben gezeigt, dass auch Radiowellen für die Erforschung der
kosmischen Strahlung genutzt werden können.
"Radiowellen können wir rund um die Uhr beobachten, während die optischen
Teleskope für die Teilchenschauer nur in klaren Nächten funktionieren. Außerdem
ist die Messung mit den Antennen kostengünstiger", erläutert Schröder die
Vorzüge der neuen Messmethode. Im Vergleich zu den bisherigen Antennenfeldern
soll der künftige Aufbau nun auch Signale mit hundertfach niedrigerer Energie
messen. "Damit gehen wir auf die Suche nach Photonen, die aus unserer Galaxis
stammen. Ein idealer Standpunkt dafür ist der Südpol, von dem aus das
galaktische Zentrum rund um die Uhr zu beobachten ist."
Das galaktische Zentrum ist von dort nur knapp über dem Horizont zu sehen,
was für die neuartige Radiotechnik allerdings kein Problem mehr darstellt, da
Radiowellen beim Durchgang durch die Atmosphäre kaum abgeschwächt werden. "Wir
wollen am Südpol am Standort des IceCube-Experiments ein Messfeld von etwa einem
Quadratkilometer Größe mit Antennen bestücken. Damit erwarte ich innerhalb von
drei Jahren Messzeit entscheidende Hinweise auf den Entstehungsort der
höchstenergetischen Teilchen aus unserer Milchstraße. Wir haben eine Chance die
höchstenergetischen Photonen zu finden, die jemals gemessen wurden."
Schröder hat sich bereits während seiner Promotion mit der Radiodetektion
kosmischer Strahlung am ehemaligen KASCADE-Experiment am KIT und am Pierre-Auger-Observatorium
in Argentinien beschäftigt. Anschließend hat er als Nachwuchsgruppenleiter am
KIT im Rahmen einer von der Helmholtz-Gemeinschaft geförderte Kooperation das "Tunka-Rex"-Antennenfeld
für kosmische Strahlung in Sibirien aufgebaut. Außerdem war er im Vorstand des
Young Investigator Network (YIN) aktiv, das eine Plattform für den
wissenschaftlichen Führungskräftenachwuchs am KIT bietet.
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