Kosmische Spurensuche - MPP Theory Group - Max-Planck ...

EinleitungAbb. 12: Als am 23. Februar 1987 in der Großen Magellanschen Wolke die Supernova 1987A aufleuchtete, konnten auch einige Neutrinos von ihr nachgewiesenwerden. Diese Aufnahme entstand mehrere Jahre nach der Explosion. Die Ringe bestehen aus Gas, das der Vorläuferstern der Supernova lange vor seiner Explosionabgestoßen hat. Die Detailaufnahme vom November 2003 zeigt helle Gaswolken in einem Ring mit etwa einem Lichtjahr Durchmesser. Sie leuchteten auf, als dieSchockwelle der Explosion in diesen bereits vorhandenen Gasring hineinraste und lokal stark aufheizte. (Foto: NASA/ESA)der Neutrinos von der Supernova 1987Asind erst der Beginn der Neutrinoastronomie.Vor allem die rätselhaften astrophysikalischenBeschleuniger der energiereichenkosmischen Strahlung solltennach gängiger Vorstellung auch im „Neutrinolicht”hell leuchten. Da Neutrinos ingalaktischen und intergalaktischen Magnetfeldernnicht abgelenkt werden (imGegensatz zu den Protonen und Atomkernender kosmischen Strahlung), würdeeine Neutrinomessung direkt auf denUrsprungsort am Himmel deuten.Neutrinoteleskope haben indes wegender seltsamen Eigenschaften dieser Teilchenkeinerlei Ähnlichkeit mit optischenTeleskopen. Forscher suchen sich geeigneteMedien, wie Wasser, Eis oder organischeFlüssigkeiten, in denen eintretendeNeutrinos schwache Lichtblitze auslösen.Diese beobachten sie dann mitempfindlichen Detektoren. Das bishergrößte Neutrinoteleskop existiert amSüdpol, wo in der AMANDA genanntenAnlage 677 Photomultiplier ein Volumenvon etwa 0,1 Kubikkilometer antarktischesEis überwachen. Mit dem Ausbauzum Kubikkilometer großen IceCube-Experiment (4800 Photomultiplier) wurdeinzwischen begonnen. Im Mittelmeersind ähnliche Experimente geplant oderbereits als Prototypen gebaut.û Baikal/AMANDA/IceCube S.74 û ANTARES S.76Verwandlungskünstler der QuantenweltWie passen Neutrinos in das heutebekannte Baukastensystem der Elementarteilchen?Alle normale Materiebesteht aus Quarks, die sich aufgrundder „starken Wechselwirkung“ oder„Farbkraft“ untrennbar zu Protonen undNeutronen verbinden. Diese lagern sichzu Atomkernen zusammen und umgebensich aufgrund der elektromagnetischenWechselwirkung mit einer Hülleaus Elektronen. Kern und Elektronenhüllekennzeichnet die Atome,die Bausteineder uns bekannten Materie (Abb. 13).Diese bekannten Mitglieder des Teilchenzooswerden heute in drei Familieneingeteilt. Die erste Familie bildet dienormale Materie. Sie besteht aus UpundDown-Quarks sowie Elektronen undElektron-Neutrinos. Letztere unterliegenweder der elektromagnetischen nochder Farbkraft, sondern „spüren“ lediglichdie schwache Kraft und die Gravitation.15