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„Icecube“ : Geisterfalle im Eis

21.12.2010 12:49 Uhrvon
Blaulicht. Die Sensoren messen den Leuchtkegel, den die Teilchen hinterlassen. Foto: NSFBild vergrößern
Blaulicht. Die Sensoren messen den Leuchtkegel, den die Teilchen hinterlassen. Foto: NSF

Neutrinojagd am Südpol: Nach sechs Jahren Bauzeit ist das größte Messgerät der Welt, der „Icecube“, fertig.

Sie kennen keine Hindernisse. Die „Neutrinos“ genannten Elementarteilchen schießen in unvorstellbarer Zahl durchs All und durchqueren selbst Planeten, ohne irgendwo anzustoßen. Allein auf einer Fläche, die so groß ist wie ein Fingernagel, prasseln unbemerkt jede Sekunde Milliarden Neutrinos. Nur sehr selten trifft ein einzelnes Neutrino frontal auf einen Atomkern. Über mehrere Zwischenschritte entsteht dann ein bläulicher Lichtblitz, die Tscherenkow-Strahlung. Sie ermöglicht es, die geisterhaften Teilchen nachzuweisen.

Weltweit gibt es nicht mal ein Dutzend Detektoren für Tscherenkow-Licht. Der größte verbirgt sich im Eis nahe der Amundsen-Scott-Station am Südpol.

Nach sechs Jahren Bauzeit ist „Icecube“ („Eiswürfel“) nun fertiggestellt, teilte am gestrigen Montag das Forschungszentrum Desy in Hamburg mit. Der Würfel im Eis gilt als größtes Messgerät überhaupt. Er besteht aus gut 5000 basketballgroßen Kugeln, die sich in Tiefen zwischen anderthalb und zweieinhalb Kilometer befinden und ein Volumen von einem Kubikkilometer umschließen. Sie hängen an langen Stahltrossen und wurden regelrecht ins Eis hineingeschmolzen. Jede Kugel enthält einen Fotodetektor und einen Verstärker, um die Lichtblitze zu erfassen. Anhand der Messungen können die Physiker rekonstruieren, wie der Tscherenkow-Kegel im Raum orientiert ist. Das wiederum zeigt, aus welcher Richtung die Neutrinos kamen.

Die Forscher erhoffen sich von den Teilchen neue Erkenntnisse über die Entwicklung des Kosmos. Gerade weil sie kaum mit Materie reagieren, können sie auch aus dichten Objekten wie etwa dem Inneren der Sonne entweichen. Das macht sie zu besonderen kosmischen Boten.

„Icecube“ soll Neutrinos von viel weiter entfernten Objekten ausmachen, zum Beispiel aus Supernovae und dem Umfeld von Schwarzen Löchern. Obwohl am Südpol errichtet, beobachten die Apparate die nördliche Hemisphäre: Damit die sensiblen Geräte nicht von fremder Strahlung gestört werden, dient der Planet Erde als Filter. Nur Neutrinos schaffen es, mehrere Tausend Kilometer Gestein und Magma zu durchdringen.

Einige Teile des Würfels messen schon seit Jahren. Insgesamt wurden bisher fast 100 000 Neutrinos gezählt, sagt Christian Spiering vom Desy in Zeuthen bei Berlin, wo ein Viertel der Messkugeln hergestellt wurde. Icecube ist eine internationale Kooperation unter Leitung der amerikanische National Science Foundation. Der deutsche Anteil beträgt etwa 20 Millionen Euro. Ralf Nestler

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