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Wissenschaft und Forschung

Frank Wunderlich-Pfeiffer
piqer: Frank Wunderlich-Pfeiffer
Donnerstag, 31.01.2019

Astronomen auf der Spur der kosmischen Teilchenbeschleuniger

Das Weltall ist nicht ganz leer. Überall wird es durchströmt von Teilchen mit hoher Energie. Energien die weit über alles hinaus gehen, das wir von Radioaktivität kennen.

Die Entdeckung dieser kosmischen Strahlung geht auf Messungen mit Ballons vor über 100 Jahren zurück. Forscher wollten die Ionisierung der Luft messen, um zu sehen, wie stark sie mit zunehmender Höhe abnimmt. Schließlich wird die Luft durch die natürliche Radioaktivität der Erde ionisiert und somit sollte die Ionisierung mit zunehmender Höhe abnehmen.

Aber zur Überraschung der Forscher stieg die Ionisierung ab einer Höhe von einigen Kilometern immer stärker an. Das noch völlig ungeklärte Phänomen wurde so als Höhenstrahlung bekannt. Ein halbes Jahrhundert später, als Raketen erfolgreich in den Weltraum flogen, gehörten deshalb Strahlungsmessgeräte zu den ersten Instrumenten. Neben der Entdeckung von Strahlungsgürteln um die Erde und Partikeln die von der Sonne kommen, wurde bald klar, dass die besonders energiereiche Strahlung gleichmäßig aus allen Richtungen kommt. Eine Quelle war nicht auszumachen und so wurde sie als kosmische Strahlung bekannt.

Die Suche nach den Quellen der kosmischen Strahlung läuft bis heute. Die Energie der Teilchen geht weit über alles hinaus, das die größten Teilchenbeschleuniger der Erde bewerkstelligen können. Einige haben mehr als die Millionenfache Energie der Protonen im Large Hadron Collider (LHC). Aber die theoretische Physik lieferte bald mögliche Kandidaten. Supernovae, Schwarze Löcher und andere exotische Phänomene könnten Teilchen auf die nötigen Energien beschleunigen. Aber die Beobachtung ist schwierig und die Zuordnung von beobachteten Teilchen dem ursächlichen Phänomen fast unmöglich.

Annika Rudolph beschreibt die Probleme bei der Suche nach der Quelle dieser Teilchen und wie sie (mit einiger Wahrscheinlichkeit) zum ersten mal ein einziges Neutrino seiner ursprünglichen Quelle am Himmel zuordnen konnten.

Astronomen auf der Spur der kosmischen Teilchenbeschleuniger
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