Der Forscher vor Ort: Professor Lutz Köpke und sein Team erhoffen sich vom IceCube-Projekt am Südpol, Neutrinos aus fernen Galaxien nachweisen zu können.
IceCube

Neues Fenster im Universum

IceCube ist ein internationales Projekt nahe des Südpols, mit dem Neutrinos weiter erforscht werden sollen. Die Arbeitsgruppe um Professor Dr. Lutz Köpke vom Institut für Physik der Mainzer Johannes Gutenberg-Universität ist maßgeblich beteiligt.

Herr Professor Köpke, auf der ganzen Welt wird Neutrino-Forschung mit hohem Aufwand betrieben. Was macht Neutrinos so interessant und ihre Erforschung wichtig?

Köpke: Seit rund 30 Jahren besitzen wir eine erfolgreiche „Standard-Theorie“ der Elementarteilchen und der Kräfte, die zwischen diesen zwölf Grundbausteinen der Materie wirken. Neutrinos sind dabei ganz besondere Vertreter. Als einzige unterliegen sie ausschließlich der sogenannten schwachen Kraft und eignen sich deshalb besonders für deren Untersuchung. Ganz glücklich sind wir mit unserer „Standard“-Theorie nicht, obwohl sie die Messungen bislang hervorragend beschreibt. Schon jetzt wissen wir, dass Neutrinos im Gegensatz zur Standard-Theorie eine winzige Masse besitzen, deren genauen Wert wir allerdings noch nicht kennen. Dieser Umstand kann das ganze Universum beeinflussen, dessen Entwicklung und Ende und sogar die beobachteten Strukturen. Für mich ist es immer wieder faszinierend, wie die kleinsten und leichtesten Teilchen die ganze Welt beeinflussen können!

IceCube befindet sich zweifellos an einem außergewöhnlichen Ort. Welche weiteren Besonderheiten hat das Projekt und welche Ergebnisse versprechen Sie sich?

Köpke: Seit den fünfziger Jahren haben Wissenschaftler darauf hingewiesen, dass eine Astronomie mit den flüchtigen Neutrinos möglich sein sollte. Nach vielen Fehlschlägen sind seit einigen Jahren Neutrino-Teleskope im Baikalsee und am Südpol am Werk. Diese arbeiten sehr erfolgreich, aber zu unserem großen Bedauern wurden noch keine Neutrinos aus anderen Galaxien entdeckt! Es zeigt sich, dass der Bau des 200fach größeren und empfindlicheren IceCube-Nachfolgers technisch möglich und finanzierbar ist. Theoretische Abschätzungen versichern uns, dass damit der Nachweis von Neutrinos aus fernen Galaxien gelingen sollte. Dann können wir das Rätsel der Herkunft extrem hochenergetischer kosmischer Strahlung lösen und Prozesse in der Nähe von schwarzen Löchern studieren.

Für die kompletten Photomultiplier ist im Gespräch, dass diese von „Duran“ Kugeln umgeben werden. Welche Funktion haben diese Kapseln?

Köpke: Unter dem 2.000 Meter dicken Eispanzer herrscht 200facher Atmosphärendruck, vor dem die empfindlichen Photomultiplier samt Elektronik geschützt werden müssen. Das besonders haltbare „Duran“ Borosilicatglas bietet sich deshalb als Druckkugel an. Wir sind sehr froh, dass SCHOTT für uns eine UV-durchlässigere Glasvariante entwickelt, mit 50 Prozent höherem Durchlass für die schwachen „Neutrino-Lichtblitze“.