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Forschung

Teilchenjagd in der Pampa
von Stefan Deiters
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22. März 1999

Karlsruher Wissenschaftler suchen die Quelle für den größten Teilchenbeschleuniger im Universum, der dafür sorgt, daß sie Erde ständig mit extrem energiereichen Atomkernen bombardiert wird. Ort der Suche: die argentinische Pampa.

Während sich Hollywood auf große spektakuläre Einschläge von Asteroiden auf die Erde konzentriert, interessieren sich Karlsruher Physiker für eine ganz andere Art von kosmischen Bombardement: Täglich erreicht die Erde ein Strom von Atomkernen. Unter diesen befinden sich auch einige bemerkenswerte Exemplare, die es eigentlich gar nicht geben sollte: Ihre Energie ist nämlich zu groß - größer als Energien, die mit irdischen Teilchenbeschleunigern wie DESY in Hamburg oder CERN in Genf erreicht werden können.

Nun sind sich die Physiker zwar sicher, daß solche energiereichen Teilchen irgendwo im Weltall produziert werden können, doch sollten sie auf dem Weg zur Erde sehr stark abgebremst werden und hier schon eine deutlich geringere Energie haben. Die Suche nach der Quelle dieser Teilchen ist also von zentraler Bedeutung für das Verständnis der Vorgänge im Weltall.

Um dem Ursprung der Teilchen auf die Spur zu kommen, haben sich 19 Nationen und 53 Forschungseinrichtungen zusammengetan. Für Deutschland nehmen Universität und Forschungszentrum Karlsruhe an dem Mammutprojekt teil, in dessen Rahmen auf 3200 Quadratkilometer Fläche ein Detektorfeld im argentinischen Hochland errichtet werden soll. Die Ausmaße sind notwendig, da man nur mit einem der gesuchten Teilchen pro 100 Quadratkilometer und Jahr rechnet.

Auf der Fläche sollen insgesamt 1600 Detektortanks verteilt werden, in denen die Teilchen nachgewiesen werden können. Das kann allerdings nur indirekt geschehen: Auf ihrem Weg durch die Erdatmosphäre erzeugen die Partikel einen Schauer von Sekundärteilchen, die wiederum Teilchen erzeugen, usw. In den Detektoren kann man nun die Teilchen aus den Schauern nachweisen und quasi zurückrechnen, welches Teilchen den Schauer ausgelöst hat und von wo er kam.

Die Karlsruher Wissenschaftler verfügen bei dieser Art von Experimenten über einige Erfahrung, da sie mit ihrem KASCADE-Experiment schon einen solchen Detektor im Miniformat gebaut haben. Bis das erste Teilchen in der argentinischen Pampa registriert wird, dürfte jedoch noch einige Zeit vergehen: Vor einer Woche wurden gerade einmal die Rahmenverträge unterzeichnet.

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