Am 18. Dezember 2010 wurde das weltweit größte Neutrino-Teleskop fertiggestellt. Dieser Teilchendetektor besteht aus einem Kubikkilometer Eis, der mit höchstempfindlichen Lichtsensoren durchsetzt ist. Sie fangen die Spuren von Neutrinos aus dem Weltall auf, um durch diese Geisterteilchen Informationen über weit entfernte Galaxien zu erhalten.
Ein Beitrag von Hans J. Kemm. Quelle: physorg/uni-mainz.
(Bild: Forschungszentrum DESY)
IceCube ist ein Hochenergie-Neutrino-Observatorium, das im Eis des Südpols nach knapp sechs Jahren Bauzeit am 18. Dezember 2010 fertiggestellt wurde. In einem Volumen von 1 km3 sollen Hochenergie-Neutrinos registriert werden, die mit den Elementarteilchen des Eises reagieren, wobei Elektronen, Myonen oder Tauonen erzeugt werden, welche mit Hilfe von hochempfindlichen optischen Sensoren nachgewiesen werden können.
Neutrinos sind elektrisch neutrale Elementarteilchen mit sehr kleiner Masse. Sie sind sehr schwer nachweisbar, wurden bereits 1930 vorhergesagt, jedoch erst 1956 wirklich festgestellt. Bei Zusammenstößen der Neutrinos mit Materie finden, anders als bei den anderen bekannten Elementarteilchen, nur Prozesse der Schwachen Wechselwirkung statt. Ein Strom von Neutrinos geht daher auch durch große Schichtdicken, sogar durch die ganze Erde, fast ungeschwächt hindurch.
1987 wurden Neutrinos nachgewiesen, die von der Supernova 1987A aus der Großen Magellanschen Wolke stammten.
(Bild: Forschungszentrum DESY)
IceCube ist im Eis unter der US-amerikanischen Amundsen-Scott-Station am geografischen Südpol installiert. IceCube besteht aus 86 Kabeltrossen, an denen in Tiefen zwischen 1,45 und 2,45 km jeweils 60 Glaskugeln angebracht sind. Die Kugeln umschließen hochempfindliche Lichtsensoren, die das schwache bläuliche Leuchten auffangen, das bei Neutrinoreaktionen entsteht. Die Trossen sind in 125 m Abstand voneinander angeordnet, sodass insgesamt ein Volumen von einem Kubikkilometer mit 5.000 Lichtsensoren bestückt ist. Zu den Forschungsobjekten zählen Schwarze Löcher, die im Zentrum von Galaxien sitzen und Materie wie in einem Mahlstrom in sich hineinziehen, sowie die rätselhafte Dunkle Materie, die unser Universum erfüllt, aber bisher nicht identifiziert werden konnte.
Der Aufbau von IceCube hat es erlaubt, schon vor seinem endgültigen Bauabschluss Messungen durchzuführen. In jedem Jahr seit 2005 wurden mit der jeweils fertiggestellten Konfiguration von Trossen, 2005 = 1, 2006 = 9, 2007 = 22, 2008 = 40, 2009 = 59, 2010 = 86 Stück, Daten genommen. Mit den wachsenden Detektoren wurden die Daten von Jahr zu Jahr detaillierter und haben bereits erste Ergebnisse geliefert.
Bis jetzt wurden fast 100.000 Neutrinos registriert, die in der Erdatmosphäre erzeugt wurden, darunter solche mit Energien bis zu 400.000 Milliarden Elektronenvolt (400 TeV). Das ist etwa tausendmal höher als die Energien von Neutrinos, die an Beschleunigern auf der Erde erzeugt werden. Da IceCube seine volle Empfindlichkeit erreicht hat, hoffen die Wissenschaftler auf die Explosion einer Supernova in unserer Milchstraße und die Entdeckung einer noch weit entfernteren Quelle dieser hochenergetischen Himmelsboten. Die Voraussetzungen dafür sind gut.