Titelthema: Kosmische Strahlung
Mit der ISS der Dunklen Materie auf der Spur
Mit dem Alpha-Magnet-Spektrometer (AMS), dem bislang aufwändigsten Weltraumobservatorium für geladene kosmische Strahlung, nimmt die Internationale Raumstation die astrophysikalische Grundlagenforschung auf. AMS soll die Dunkle Materie enträtseln helfen, aber auch nach Antimaterie suchen.
Am 26. Februar 2011 wird es so weit sein: Eines der ambitioniertesten astrophysikalischen Grundlagenexperimente hebt mit dem Spaceshuttle Endeavour vom John-F.-Kennedy- Raumfahrtzentrum in Florida ab. Rund einen halben Tag später wird es bei seinem Ziel in 400 Kilometer Höhe über dem Erdboden angelangt sein, der Internationalen Raumstation (ISS). Dort fährt der Shuttle seinen Roboterarm aus, hebt das Alpha-Magnet- Spektrometer (AMS) aus der Ladebucht und reicht es an den Roboterarm der ISS weiter. Dieser, gesteuert von den Astronauten an Bord der ISS und des Shuttles, manövriert AMS erst an seine endgültige Position. Nach mehr als zehn Jahren Bau- und Entwicklungsarbeiten schlägt dann endlich die Stunde der Astroteilchenphysiker. Mindestens zehn Jahre lang soll AMS die kosmische Strahlung beobachten und so vor allem eines der größten Rätsel der Astrophysik lösen helfen: das der Dunklen Materie.
Das rund 1,5 Milliarden Euro teure, fast sieben Tonnen schwere und knapp vier Meter hohe Instrument ist in gewisser Weise eine Kamera für geladene Teilchen. Statt aber Licht verschiedenster Wellenlängen zu registrieren, "fotografiert" AMS die kosmische Partikelstrahlung über einen weiten Energiebereich hinweg. 2000 Bilder pro Sekunde schafft das hochkomplexe Instrument, und sein "Aufnahmechip", dessen Auflösung 200 000 Pixel beträgt, misst gleich sechs Quadratmeter.
Während Astronomen oft nur die elektromagnetische Strahlung registrieren, die von fernen Orten zu uns gelangt, erlaubt es AMS, Materie aus den entferntesten Winkeln des Weltalls direkt in einem Detektor zu untersuchen. Die Teilchen in der kosmischen Strahlung zeugen von den Überresten gewaltiger Supernova-Explosionen, von Pulsaren, Schwarzen Löchern oder aktiven Galaxienkernen. In solchen Regionen extremer physikalischer Bedingungen


Stefan Schael lehrt und
forscht seit dem Jahr 2000 als Professor
an der RWTH Aachen auf dem
Gebiet der Experimentalphysik,
nachdem er zuvor am Max-Planck-Institut für Physik und am Teilchenforschungszentrum
CERN gearbeitet
hatte. Im Fokus seiner Arbeit, bei
der er Experimente an Beschleunigern
und Ergebnisse der Astroteilchenphysik
miteinander verknüpft,
stehen Fragen zur Natur der
Dunklen Materie. Im Rahmen des
AMS-Projekts koordiniert er die
deutschen Beiträge und hat mit seiner
Gruppe maßgeblichen Anteil am
Physikprogramm von AMS und an
Entwicklung
und Bau des Übergangsstrahlungsdetektors,
des
Spurdetektors und des Antikoinzidenzzählers.
Außerdem war er führend
an Entwicklung und Bau des
Spurdetektors für das CMS-Experiment
am Beschleuniger LHC beteiligt.
Jan Hattenbach ist Wissenschaftsjournalist
in Aachen. Er hat
im Rahmen seiner Diplomarbeit am
Bau des AMS-Übergangsstrahlungsdetektors
mitgearbeitet.
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