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PIERRE-AUGER-OBSERVATORIUM
Ausbau und Betrieb bis 2025
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Karlsruher Instituts für Technologie
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19. November 2015

Das Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien, ein internationales Großexperiment zur Untersuchung der kosmischen Strahlung, wird bis 2025 fortgeführt und zu AugerPrime ausgebaut: Mit neuen Szintillatoren wird eine noch detailliertere Messung riesiger Luftschauer möglich sein. So sollen die kosmischen Objekte identifiziert werden, die Partikel auf höchste Energien beschleunigen können.

AugerPrime

Ein Prototyp von AugerPrime: Jeder existierende Wasser-Cherenkov-Detektor mit 12.000 Litern Wasser wird um einen vier Quadratmeter großen Szintillator erweitert. Foto: Pierre Auger Collaboration  [Großansicht]

Mitte November trafen sich Wissenschaftler des Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien und Vertreter der Geldgeber im argentinischen Malargüe zu einem wissenschaftlichen Symposium, wo nicht nur über die Ergebnisse der vergangenen Jahre, sondern auch über AugerPrime, eine geplante Erweiterung des Observatoriums, gesprochen wurde. Im Rahmen eines Festakts wurde dann eine Vereinbarung zum weiteren Betrieb des Observatoriums bis 2025 unterzeichnet.

"Dies ist ein guter Tag für die Wissenschaft, für die friedvolle Länderkooperation und auch für die jungen Talente in diesem dynamischen und inspirierenden Umfeld", erklärte Professor Johannes Blümer, Bereichsleiter für Physik und Mathematik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie Mitglied im Aufsichtsgremium von Auger, im Rahmen des Festakts.

Das Pierre-Auger-Observatorium in der Provinz Mendoza in Argentinien ist das weltweit größte und bekannteste Projekt zur Untersuchung hochenergetischer kosmischer Strahlung. Seit 1998 arbeiten dabei mehr als 500 Wissenschaftler aus 16 Ländern zusammen. Das KIT stellt die stärkste Einzelgruppe und verantwortet das Projektmanagement.

Um die Quellen der aus der Tiefe des Universums kommenden Strahlung zu ermitteln, beobachtet das 3.000 Quadratkilometer große Pierre-Auger-Observatorium in der argentinischen Pampa die Luftschauer, welche die Atomkerne beim Auftreffen auf die Erdatmosphäre erzeugen. Ein Oberflächendetektor aus 1.660 Tanks mit hochreinem Wasser, in dem energetische Teilchen Lichtblitze produzieren, und ein Fluoreszenzdetektor aus 27 Teleskopen, die Fluoreszenzlicht in der Atmosphäre beobachten, registrieren die Millionen von Sekundärteilchen und Strahlungsemissionen, welche die kosmischen Teilchen in der Atmosphäre auslösen.

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Die Beobachtungen dieser Luftschauer werden benutzt, um Eigenschaften der Primärteilchen wie Energie, Richtung und Masse zu bestimmen. Bisherige Ergebnisse haben neue fundamentale Einsichten zur Natur der hochenergetischen kosmischen Strahlung ermöglicht. Vor allem hat sich gezeigt, dass der Fluss bei den höchsten Energien stark abnimmt und dass die maximale Energie der kosmischen Strahlung nun experimentell zugänglich ist.

Bei den höchsten Energien – viele tausend Mal höher als der Beschleuniger am CERN je erreichen wird – "implizieren die Daten, dass die Flussunterdrückung in der Tat die maximale Kraft der kosmischen Beschleuniger kennzeichnen könnte" erklärt Dr. Ralph Engel, Leiter der Gruppe "Pierre Auger" am Institut für Kernphysik (IKP) des KIT.

Allerdings ist eine noch detailliertere Messung der einzelnen Luftschauer notwendig, um das Rätsel um die Beschleunigungsorte der kosmischen Strahlung höchster Energien zu lösen. Nur mit dem Ausbau des Observatoriums zu AugerPrime können diejenigen kosmischen Objekte identifiziert werden, die in der Lage sind, die atomaren Teilchen bis zu solch hohen Energien zu beschleunigen.

Beim Ausbau des Observatoriums zu AugerPrime wird zu jedem der 1.660 existierenden Wasser-Cherenkov-Detektoren ein großflächiger Plastikszintillator hinzugefügt, der beim Durchgang von energiereichen Teilchen angeregt wird und die Anregungsenergie in Form von Licht wieder abgibt.

Dadurch wird es möglich, die verschiedenen Komponenten des Luftschauers effizient zu unterscheiden und damit die Masse einzelner Primärteilchen mit hoher Präzision zu bestimmen. Zusammen mit einer Aktualisierung der Ausleseelektronik und einigen weiteren Maßnahmen wird das Observatorium eine neue Qualität in der Messung riesiger Luftschauer erreichen.

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siehe auch
KASCADE-Grande: Knie und Knöchel der kosmischen Strahlung - 3. Mai 2013
KASCADE-Grande: Die Energieverteilung der Kosmischen Strahlung - 29. November 2011
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Kosmische Strahlung: Signale der Dunklen Materie? - 21. November 2008
Pierre-Auger-Observatorium: Erste Messungen in der Pampa - 6. November 2003
Kosmische Strahlung: Leuchtspuren über der Pampa - 17. September 2001
Teilchenjagd in der Pampa - 22. März 1999
Links im WWW
Karlsruher Institut für Technologie
Pierre Auger Observatory  
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