Das Pierre Auger Observatorium
Projekt
Das Pierre Auger-Observatorium in der argentinischen Pampa ist der größte bisher gebaute Detektor für den Nachweis hochenergetischer Teilchen aus dem Universum. Diese Teilchen, die auch als kosmische Strahlung bezeichnet werden, treffen mit Energien auf die Erdatmosphäre, die bisher an Beschleunigern erreichbare Energien um viele Größenordnungen übersteigen. Sie erzeugen in der Erdatmosphäre Kaskaden von Sekundärteilchen, die mit dem Pierre Auger-Observatorium durch ein Feld von Detektoren an der Erdoberfläche nachgewiesen werden. Zusätzlich werden UV-sensitive Teleskope eingesetzt, um in mondlosen Nächten das von den Teilchenkaskaden generierte Fluoreszenzlicht zu beobachten. Die Kombination beider Nachweistechniken wurde erstmals im Pierre Auger-Observatorium umgesetzt und erhöht deutlich die Verlässlichkeit der Messergebnisse. Ziel der Beobachtungen ist es, die Quellen der höchstenergetischen Teilchen des Universums zu finden und den zugrundeliegenden Beschleunigungsmechanismus zu verstehen. Aufgrund der extremen Teilchenenergien erlauben die Beobachtungen auch, physikalische Gesetze unter Bedingungen zu untersuchen, die im Labor nicht erreichbar sind, als auch Theorien über Raum-Zeit-Fluktuationen oder zusätzliche Dimensionen zu verifizieren.
Beitrag des ETP
Die Karlsruher Auger-Gruppe hat wesentlich zum Aufbau der Fluoreszenzteleskope des Pierre Auger-Observatoriums beigetragen und ist im Moment an der Errichtung eines Radioantennenfeldes beteiligt, mit dem eine neue Nachweismethode für die Sekundärteilchenkaskaden, die man oft auch als ausgedehnte Luftschauer bezeichnet, etabliert werden soll. Das ETP liefert auch wesentliche Beiträge zur Analyse der Messdaten und zur Simulation von ausgedehnten Luftschauern. Die Auswertung der bisher genommenen Daten hat zu überraschenden Erkenntnissen geführt, die auf konventionelle Beschleunigungsprozesse und eine anisotrope extragalaktische Quellverteilung hinweisen. Zusätzlich erlaubt die Beobachtung von Luftschauern auch Rückschlüsse über Teilchenphysik. Ein Beispiel hierfür ist die Messung des inelastischen Wirkungsquerschnitts für Protonen bei Energien oberhalb des LHC.
Nachwuchsförderung
Im Rahmen des Pierre Auger Observatoriums wird des Weiteren die großskalige Detektion kosmischer Strahlung mittels Radioantennen entwickelt. Am KIT ist diesem Auger Engineering Radio Array eine eigenständige Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe gewidmet.
Ein wichtiger Baustein in der Entwicklung der Simulationen sind die Messungen an den Beschleunigern am LHC. Am KIT ist auch diesem Thema eine eigenständige Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe gewidmet.
Links
Weitere Informationen auf der Homepage der Pierre Auger-Projekts.