Vom Meeresgrund aus zu den Sternen blicken

Die Entwicklung eines neuartigen Teleskops, das die rätselhaftesten und am schwierigsten zu erforschenden Elementarteilchen - die Neutrinos - nachweisen soll, befindet sich nun in der Anfangsphase: Eine vorbereitende Design-Studie wird unter dem Sechsten Rahmenprogramm mit För...

Die Entwicklung eines neuartigen Teleskops, das die rätselhaftesten und am schwierigsten zu erforschenden Elementarteilchen - die Neutrinos - nachweisen soll, befindet sich nun in der Anfangsphase: Eine vorbereitende Design-Studie wird unter dem Sechsten Rahmenprogramm mit Fördermitteln unterstützt.

Das Projekt KM3Net zielt darauf ab, ein Teleskop zu konstruieren, das einen Kubikkilometer Wasser umfassen und auf dem Grund des Mittelmeers in großer Tiefe installiert werden soll, sodass es sich in völliger Dunkelheit befindet. Die eingegrenzte Wassermasse wird genauestens beobachtet und fungiert auf diese Weise als Teleskop, um Neutrinos aufzuspüren. Eine riesige Anzahl dieser Elementarteilchen - einige Milliarden täglich - durchdringt ununterbrochen die Erde, Tag und Nacht. Diese Teilchen sind jedoch sehr schwer nachweisbar, da sie einfach alles durchdringen, mit dem sie in Kontakt kommen. Die Masse der Neutrinos liegt nahezu bei Null. Bisherige Beobachtungen beruhen darauf, dass ein winziges Licht ausgestrahlt wird, sobald ein Neutrino in einem Wasserbehälter mit einem Wassermolekül zusammenstößt. Diese Lichtsignale können die Forscher beobachten.

"Neutrinos sind von allen Teilchen dem 'Nichts' am nächsten", so Dr. Lee Thompson von der Universität Sheffield, die sich am Projekt beteiligt, in einem Interview mit der Zeitung "The Observer". "Während Licht oft aufgehalten oder verdunkelt wird, wenn es sich durch den Raum bewegt, durchdringen Neutrinos alles: Sterne, Planeten und natürlich auch Menschen. Dadurch sind sie für Forscher eine unglaublich ergiebige Quelle für Informationen über die Weite des Universums. Das einzige Problem besteht darin, dass sie auch Teleskope und Detektoren durchdringen."

CORDIS-Nachrichten sprach mit Projektkoordinator Professor Ulrich Ferdinand Katz von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen. "Die Design-Studie hat am 1. Februar begonnen. Wir haben das Projekt in neun verschiedene Arbeitspakete unterteilt, die vom Bereich Systemingenieurwesen über die Projektanalyse bis hin zu politischen Aspekten reichen. Unser Ziel ist die Technologieentwicklung und die Vorstellung des Berichts zur Design-Studie im Jahr 2009. Wir erwarten, dass die folgende Vorbereitungsphase und die Konstruktion des Teleskops rund zwei Jahre in Anspruch nehmen. Das Projekt könnte bereits 2010 zum Abschluss kommen, wobei die ersten Ergebnisse voraussichtlich 2011 vorliegen werden", so Katz.

Das Konsortium des Projekts KM3Net umfasst 24 Partnerinstitute aus Frankreich, Griechenland, Spanien, Italien, den Niederlanden, Zypern und dem VK. Im Rahmen des RP6 werden 9 Millionen Euro der insgesamt 17,5 Millionen Euro Fördermittel bereitgestellt.

Die KM3Net-Studie baut auf Ergebnissen auf, die in drei vorangehenden Studien gesammelt wurden: dem Unterwasserteleskop NESTOR vor der griechischen Küste, dem Tiefseeprojekt ANTARES vor Toulon in Frankreich sowie dem Projekt NEMO vor Südsizilien, Italien. Im Rahmen dieser Projekte sind die technischen Voraussetzungen für das KM3Net bereits erprobt worden und alle Projektstandorte kommen für die Errichtung des KM3Net-Teleskops in Frage.

Das fertige Teleskop wird aus einer Reihe von Lichtdetektoren bestehen, die am Meeresboden verankert sind und einen Kubikkilometer Wasser eingrenzen. Durch die Größe des Projektteleskops erhöht sich die Chance, möglichst viele Neutrino-Beobachtungen zu machen, da nicht vorhersehbar ist, wo ein Neutrino mit einem Wassermolekül zusammenstoßen wird.

Im Eis der Antarktis soll von einem amerikanischen Konsortium eine ähnliche Anlage errichtet werden. Sobald eine oder beide Forschungsanlagen Neutrinos orten, werden die eingegangenen Informationen mit anderen astronomischen Daten verglichen, um festzustellen, woher die Neutrinos stammen. Beispielsweise wird vor dem Eintreten einer Supernova eine große Anzahl von Neutrinos ausgesendet. Durch die Messung von Neutrinoströmen können die Forscher eine Menge über den grundsätzlichen Ablauf dieser weit entfernt stattfindenden Ereignisse erfahren.

"Beide Anlagen werden gleichzeitig den Himmel sowohl über der nördlichen als auch der südlichen Hemisphäre beobachten", berichtete Professor Katz gegenüber "The Observer". "Wir wissen zum Beispiel, dass sich im Zentrum jeder Galaxie riesige schwarze Löcher befinden. Dabei handelt es sich um kollabierte Sterne, die Materie wie ein Schwamm aufsaugen. Wir können sie nicht sehen, weil sie von Staub und Trümmern umgeben sind. Bald werden wir sie jedoch anhand der Neutrinos, die sie aussenden, erforschen können."

Länder

Zypern, Deutschland, Griechenland, Spanien, Frankreich, Italien, Vereinigtes Königreich