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IceCubeNeutrino-Observatorium
Das IceCube-Observatorium wird zurzeit als Detektor für hochenergetische kosmische Neutrinos am Südpol installiert. Neutrinos eignen sich besonders gut zur Beobachtung kosmischer Strahlungsquellen, da sie auf dem Weg zur Erde weder abgelenkt noch absorbiert werden. Andererseits wird aber ein großes Detektorvolumen benötigt, um eine ausreichende Zahl von Neutrinos nachweisen zu können. Für IceCube wird deshalb ein Kubikkilometer des antarktischen Eises mit Detektoren bestückt. IceCube wird durch den Luftschauerdetektor IceTop an der Oberfläche ergänzt.
Mit IceTop soll das Spektrum und die Massenzusammensetzung der kosmischen Strahlung im Energiebereich von 3·1014 eV bis hin zu 1018 eV gemessen werden.
Koinzidenzen zwischen IceTop und IceCube (siehe Bild rechts) erlauben eine Separation des myonischen und des elektromagnetischen Anteils eines Luftschauers und darüber eine Bestimmung der Masse des Primärteilchens.
Im Bild rechts zeigt die Größe der Punkte die gemessene Lichtmenge und die Farbe die Ankunftszeit des Lichts am optischen Modul an.
AstroteilchenphysikNeutrinoastrophysik mit IceCube AG Dr. KowalskiProf. Kolanoski
Kontakt:[email protected]@physik.hu-berlin.de
Weitere Informationen:http://icecube.physik.hu-berlin.de
Physik mit IceCubeIceCube ist zirka 50-mal größer als vorherige Neutrinoteleskope und bietet dadurch ganz neue Möglichkeiten zum Nachweis hochenergetischer Neutrinos.
Mit Neutrinos von kosmischen Strahlungsquellen können folgende Fragen der Astrophysik untersucht werden:
Messung der kosmischen Strahlung mit IceTop
Berliner Fernsehturm, 365 m
Das NachweisprinzipNeutrinos können nicht direkt nachgewiesen werden, da sie nur schwach wechselwirken. In Wechselwirkungen von Neutrinos mit Kernen im Eis oder dem Fels darunter, können geladene Leptonen entstehen. Diese hochenergetischen geladenen Teilchen erzeugen Cherenkov-Licht, das von den so genannten optischen Modulen von IceCube aufgezeichnet wird. Weil das Eis in der Tiefe von IceCube besonders klar ist, kann dieses Licht auch noch in großer Entfernung vom Teilchen nachgewiesen werden.
• Quellen der kosmischen Strahlung (zum Beispiel Aktive Galaktische Kerne, Supernova-Reste, ...)
• Beschleunigungsmechanismen• Sternexplosionen
Daneben lassen sich auch Erkenntnisse zur Physik jenseits des Standard Modells gewinnen, zum Beispiel über die Existenz von:
• magnetischer Monopole• WIMP-Suchen• andere exotische Teilchen
Der AufbauDer IceCube-Detektor soll bis Anfang 2011 fertig gestellt sein. Dann wird er in einem Volumen von 1 km3 aus 4800 optischen Modulen bestehen, die an 80 Trossen in Tiefen zwischen 2450m und 1450m im antarktischen Eis eingesetzt werden. Auf der Eisoberfläche, oberhalb des Detektors im Eis wird gleichzeitig der Luftschauerdetektor IceTop für den Nachweis geladener kosmischer Strahlung ausgebaut. IceTop wird aus 80 Detektorstationen auf einer Fläche von 1 km3 bestehen. Jede dieser Stationen besteht aus zwei mit Eis gefüllten Tanks zum Nachweis geladener Teilchen in Luftschauern.
