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DESY
Astroteilchenphysik als vierter Schwerpunkt
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Institut für Astronomie
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3. Januar 2019

Seit Jahresbeginn verfügt das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) offiziell über einen vierten Forschungsbereich: die Astroteilchenphysik. Sie untersucht energiereiche Teilchen aus dem Kosmos, die etwa durch Supernova-Explosionen oder in der Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher entstehen. Eine besondere Rolle soll dabei die Multimessenger-Astronomie spielen.

Blazar

Kosmische Teilchenbeschleuniger wie Blazare (hier eine künstlerische Darstellung) sind typische Objekte für die Multimessenger-Astronomie. Bild: DESY, Science Communication Lab [Großansicht]

Das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) baut seine Aktivitäten zur Erforschung des Kosmos weiter aus: Zum Jahreswechsel richtet das Zentrum der Helmholtz-Gemeinschaft den neuen Forschungsbereich Astroteilchenphysik ein. Zuständiger Forschungsdirektor wird Prof. Christian Stegmann, Leiter des DESY-Standorts Zeuthen. DESY hat damit in Zukunft die vier Forschungsbereiche Beschleuniger, Forschung mit Photonen, Teilchenphysik und Astroteilchenphysik.

"Die Astroteilchenphysik hat sich in den vergangenen Jahren rasant entwickelt, sowohl international als auch bei DESY. Mit der Gründung des neuen Forschungsbereichs treiben wir diese Entwicklung weiter voran", erläutert der Vorsitzende des DESY-Direktoriums, Prof. Helmut Dosch. "Der DESY-Standort in Zeuthen wird in den kommenden Jahren zu einem internationalen Zentrum der Astroteilchenphysik ausgebaut. Die Astroteilchenphysik in ganz Deutschland wird durch diesen Schritt gestärkt."

Die Astroteilchenphysik untersucht energiereiche Teilchen aus dem Kosmos, die uns von Hochenergie-Phänomenen wie Supernova-Explosionen und aktiven Galaxienkernen erreichen. Ziel ist es, die Rolle hochenergetischer Teilchen und Prozesse in der Entwicklung des Universums grundlegend zu verstehen und damit auch eine wichtige Voraussetzung für die Suche nach Dunkler Materie oder nach Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik zu schaffen.

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Erstmalig ist es dabei möglich, alle kosmischen Boten, von der sogenannten kosmischen Teilchenstrahlung über Gammastrahlung und kosmische Neutrinos bis hin zu Gravitationswellen zu messen und diese Informationen mit Beobachtungen der klassischen Astronomie zu einem neuen Bild des Hochenergie-Universums zu verknüpfen. Das noch sehr junge Feld dieser kombinierten Beobachtungen verschiedener Boten ("Messenger") trägt den Namen Multimessenger-Astronomie.

Das DESY konzentriert sich in der Astroteilchenphysik derzeit auf das Studium kosmischer Gammastrahlung und energiereicher Neutrinos aus dem Weltall. Neutrinos sind leichte Elementarteilchen, die mühelos ganze Sterne durchdringen und daher Einblick in Bereiche bieten können, die für Licht und andere elektromagnetische Strahlung undurchsichtig sind. Sowohl Gamma- als auch Neutrinoastronomie sind sehr dynamische Forschungsfelder, und DESY ist eines der führenden Institute bei den großen internationalen Observatorien wie dem künftigen Cherenkov Telescope Array CTA und dem Ausbau des IceCube-Neutrinoteleskops am Südpol.

Die Theoretische Astroteilchenphysik übernimmt die wichtige Rolle, die Daten der verschiedenen kosmischen Boten zu interpretieren und ihre Verbindungen zu beschreiben. Ein besonderer wissenschaftlicher Schwerpunkt im neuen Forschungsbereich Astroteilchenphysik ist das Multimessenger-Programm, für das das DESY zusammen mit der Humboldt-Universität zu Berlin, der Universität Potsdam und dem israelischen Weizmann-Institut auch eine von der Helmholtz-Gemeinschaft geförderte internationale Doktorandenschule zur Nachwuchsförderung aufbaut.

"Wir stehen vor einem goldenen Zeitalter der Multimessenger-Astronomie", ist Stegmann überzeugt. "Und mit dem atemberaubenden Tempo, in dem in den vergangenen Jahren spektakuläre Ergebnisse erzielt wurden, ist die Einführung des neuen Forschungsbereichs Astroteilchenphysik ein zukunftsgewandter Schritt von DESY. Ich freue mich sehr, diesen lebhaften Bereich in Zukunft zu leiten und als Direktor die nächsten Ergebnisse zu begleiten, die zum Verständnis der Struktur der Materie vom Kosmos bis zu den kleinsten Elementarteilchen und zur Weiterentwicklung der Wissenschaftslandschaft in Deutschland beitragen."

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siehe auch
Astroteilchenphysik: Internationale Zusammenarbeit wird gestärkt - 16. April 2018
Physik: Neue Allianz für Astroteilchenphysik - 5. September 2011
Astroteilchenphysik: Neues Kompetenzzentrum in Erlangen - 14. Mai 2008
Links im WWW
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