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ASTROTEILCHENPHYSIK
Internationale Zusammenarbeit wird gestärkt
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Karlsruher Instituts für Technologie
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16. April 2018

In Argentinien befindet sich seit 1999 das Pierre-Auger-Observatorium, mit dem hochenergetische kosmische Strahlung erforscht wird. Nun intensiviert das daran beteiligte Karlsruher Institut für Technologie die Zusammenarbeit mit Argentinien durch die Gründung einer Helmholtz-Graduiertenschule. Sie ermöglicht Doktoranden Forschungsaufenthalte sowie einen Dozentenaustausch.

Pierre-Auger-Observatorium

Das Pierre-Auger-Observatorium in der argentinischen Pampa misst die höchstenergetische Komponente der kosmischen Strahlung. Foto: Auger Collaboration, Steven Saffi los Morados [Großansicht]

Zwischen dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und argentinischen Hochschulen und Forschungseinrichtungen besteht seit vielen Jahren eine enge Zusammenarbeit in der Astroteilchenphysik. Diese langjährige Zusammenarbeit wird nun durch die Gründung einer Helmholtz-Graduiertenschule weiter verstärkt. Sie wird morgen, am 17. April 2018, offiziell eröffnet.

Eine Kooperation zwischen der Universidad Nacional de San Martín in Buenos Aires und dem Karlsruher Institut für Technologie besteht bereit seit 2011. 2015 wurde ein Doppelpromotionsprogramm im Bereich der Astroteilchenphysik vereinbart. Argentinien ist seit 1999 Standort des Pierre-Auger-Observatoriums, das mit einem 3.000 Quadratkilometer großen Detektorfeld das weltweit führende Instrument für die Erforschung hochenergetischer kosmischer Strahlung ist. Jetzt wurde die langjährige enge Zusammenarbeit zwischen argentinischen und deutschen Astroteilchenphysikern durch eine Helmholtz-Graduiertenschule weiter verstärkt.

Die Helmholtz-Gemeinschaft hat mit den International Research Schools ein besonderes Instrument zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses entwickelt. Promovierende sollen damit unmittelbar an internationaler Spitzenforschung in Grundlagenbereichen herangeführt werden. "Ohne Internationalität ist die Scientific Community der Elementar- und Astroteilchen-Physiker nicht vorstellbar", erklärt Professor Dr. Johannes Blümer, der zuständige Bereichsleiter des KIT. "Wer Observatorien von derart gigantischen Ausmaßen baut, muss auf eine möglichst breite vertrauensvolle Zusammenarbeit über Ländergrenzen hinweg setzen – und das über viele Jahre lang lebendig halten."

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Das seit 2015 bestehende Doppelpromotionsprogramm wird nun durch die Gründung der internationalen Helmholtz-Graduiertenschule fortgeschrieben und intensiviert. Alle Promovierenden werden sowohl einen argentinischen als auch einen deutschen Betreuer haben. Die Promovierenden haben die Möglichkeit, insgesamt ein Jahr im Partnerland zu arbeiten. Die Förderung durch die Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt nun entsprechende Reisestipendien und einen ausgedehnten Dozentenaustausch.

Durch Gastaufenthalte und eine enge Zusammenarbeit wird die Expertise der Partnerstandorte optimal für die Betreuung der Promovierenden und hervorragende Forschungsergebnisse kombiniert. Die Einarbeitung in einen anderen Kultur- und Sprachraum und die Aufgabe, sich schon früh eigenständig international forschend zu bewegen, stellen hohe Anforderungen an die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – die Zahl der Bewerbungen ist dennoch hoch. Am Ende halten die Absolventen eine Promotionsurkunde in Händen, die auf der einen Seite in Spanisch und auf der anderen in Deutsch ihre Fähigkeiten beurkundet, in einer zweiten Sprache und einer zweiten Kultur erfolgreich Spitzenforschung voranzutreiben.

Das Pierre-Auger-Observatorium ist eine Wissenschaftsinstitution, wie es weltweit nur ganz wenige gibt. Im Westen der argentinischen Mendoza-Provinz wurde in 1.500 Meter Höhe ein Detektorfeld in der Größe Luxemburgs aufgebaut. Es besteht gegenwärtig aus über 1.600 mit Lichtsensoren ausgestatteten tonnenschweren Wassertanks, die in dem nahezu menschenleeren Gebiet in regelmäßigen Abständen installiert wurden. Hinzu kommen optische Teleskope. Sie verfolgen in klaren mondlosen Nächten sogenannte Luftschauer, Teilchenkaskaden, die durch die Interaktion von hochenergetischen Atomkernen mit Teilchen der oberen Atmosphäre entstehen.

Diese Atomkerne erreichen die Erde mit Lichtgeschwindigkeit aus den Tiefen des Universums und sind so selten, dass die statistische Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens bei gerade einmal einem Teilchen pro Quadratkilometer pro Jahrhundert liegt. Das erklärt die große Ausdehnung der Beobachtungsfläche. Untersuchen lassen sich diese Signale hochenergetischer extragalaktischer Ereignisse nur indirekt durch die wie Regenschauer auf die Erde fallenden Kaskaden von Milliarden von Sekundärteilchen, die in immer neuen Wechselwirkungen mit der Atmosphäre weitere Teilchen erzeugen, bis sie schließlich in den Wassertanks des Detektorfeldes einen Lichtblitz erzeugen.

Mehr als 90 Forschungsgruppen aus 17 Ländern versuchen so im argentinischen Hochland Teilchen auf die Spur zu kommen, die jenseits des Energiebereichs liegen, der etwa für den Beschleuniger Large Hadron Collider in Genf zugänglich ist.

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siehe auch
Pierre-Auger-Observatorium: Kosmische Strahlung ist extragalaktisch - 25. September 2017
Pierre-Auger-Observatorium: Ausbau und Betrieb bis 2025 - 18. November 2015
Kosmische Strahlung: Eisenkerne aus dem All - 24. Juni 2009
Kosmische Strahlung: Neue Rätsel um Teilchen aus dem All - 26. November 2008
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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