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AMANDA
Teleskop unter dickem Eis
von Stefan Deiters
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23. März 2001

Tief unter dem Eis der Antarktis versuchen Astronomen den wohl meist gesuchten Teilchen im Universum auf die Spur zu kommen: den Neutrinos. Jetzt gelang es erstmals mit der eineinhalb Kilometer im Eis gelegenen Anlage hochenergetische Neutrinos aus dem Weltraum nachzuweisen. Für die Forscher der Beweis, dass ihr neuer Detektor funktioniert und möglicherweise die Vorstufe für eine ganz neue Art der astronomischen Forschung. 

AMANDA-Detektor
Einer der AMANDA-Detektoren. Foto: Jeff Miller/Univ. von Wisconsin 

In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature berichtet das internationale Wissenschaftlerteam über ihren ersten Erfolg, die Entdeckung hochenergetischer Neutrinos mit dem AMANDA-Teleskop, einem neuartigen Detektor tief im antarktischen Eis. Mit AMANDAs Hilfe - oder einem noch größeren Nachfolger - wollen die Forscher den subatomaren Partikeln auf die Spur kommen, die aus den Tiefen des Alls zur Erde gelangen und vermutlich bei den gewaltigsten Ereignissen im Weltall entstanden sind. In Frage kommen hier beispielsweise Kollisionen von Schwarzen Löchern oder die Quellen der ominösen Gammastrahlen-Ausbrüche. 

"Wir haben nun gezeigt, dass unsere Technik funktioniert", freute Francis Halzen, Professor an der Universität von Wisconsin-Madison. "Wir haben hier einen einzigartigen Detektor der empfindlicher ist als andere Experimente und die Neutrinos, die wir gesehen haben, haben eine größere Energie als alle, die bisher gefunden wurden."  

Neutrinos sind ungeladene, unsichtbare und quasi masselose Partikel, die selbst kosmologisch interessante Entfernungen zurücklegen können. Ihr größter Vorteil ist auch ihr größter Nachteil: Im Gegensatz zu beispielsweise Photonen können Neutrinos ungehindert Sterne, gewaltige Magnetfelder und ganze Galaxien durchlaufen. Herauszufinden woher die Neutrinos stammen, die ständig durch die Erde strömen, könnte den Astronomen ganz neue Beobachtungsmöglichkeiten eröffnen. Sie sind quasi Boten vom Rand des Universums.

Die Kehrseite ist allerdings, dass sich Neutrinos nur äußerst schwer entdecken lassen, da sie auch wissenschaftliche Experimente ungestört durchlaufen. Um diesen Teilchen nun auf die Spur zu kommen, haben Wissenschaftler eineinhalb Kilometer im Eis der Antarktis ein Netz von Detektoren vergraben, das AMANDA-Teleskop. Es soll nicht etwa die Neutrinos über der Antarktis aufspüren, sondern diejenigen der nördlichen Hemisphäre. AMANDA schaut quasi durch die Erde. Die Hoffnung ist, dass auf diese Weise alle anderen Störungen herausgefiltert werden und tatsächlich nur Neutrinos überbleiben.

Das AMANDA-Teleskop besteht aus 677 optischen Modulen, die in einem Zylinder von 500 Meter Höhe und 120 Meter Durchmesser angeordnet sind. Die Forscher hoffen nun darauf, dass irgendwann einmal ein Neutrino frontal mit einem anderen Teilchen - beispielsweise mit einem Proton - zusammenstößt. Dann nämlich entsteht ein anderes subatomares Teilchen, ein Myon, das sich durch eine bläulichen Lichtspur verrät, die auch Rückschlüsse auf die Herkunft des Neutrinos zulässt - einem langgehegten Traum der Astronomen.

Die Neutrinos, die AMANDA entdeckt hat, stammen allerdings nicht aus so weiter Ferne. Sie sind nach den Ergebnissen der Forscher in der Erdatmosphäre durch kosmische Strahlung entstanden. Für das AMANDA-Team zeigt diese Entdeckung aber, dass ihr Verfahren funktioniert. "Nun können wir damit beginnen, Astrophysik zu machen", so einer der Teammitglieder. Es liegen auch schon Pläne vor, einen noch größeren Detektor namens IceCube zu bauen, der aus 4.800 Modulen bestehen soll. Durch ihn würden quasi ein Kubikkilometer antarktisches Eis in das weltgrößte wissenschaftliche Instrument verwandelt. 

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