Ausserirdische haben die Kontrolle übernommen


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AlanG.:

Ausserirdische haben die Kontrolle übernommen

 
11.05.02 16:28
DIE ZEIT


    Wissen 20/2002

    Beschuss aus dem All

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    Strahlen treffen fast mit Lichtgeschwindigkeit auf die Erde und durchdringen unseren Körper.
    Niemand weiß, woher sie kommen. Ein Großexperiment in der argentinischen Steppe soll das
    Rätsel lösen

    von Max Rauner

    Über dem kleinen Städtchen Malargüe am Fuß der Anden ist der Himmel weit und blau. Der Blick von Bürgermeister Celso
    Jaque streift über Steppengras bis zum Horizont. Doch etwas stört das Idyll: In der Pampa stehen, wie geklonte
    Swimmingpools, Kunststofftanks in Reih und Glied, jeweils eineinhalb Kilometer voneinander entfernt. 1600 von ihnen werden
    in einem Jahr eine Fläche größer als das Saarland bedecken. Kein Panorama, auf das ein Bürgermeister stolz sein dürfte.
    Doch Jaque sagt: "Malargüe wird jetzt weltbekannt."

    Tatsächlich ist die Pampa Amarilla ein auserwählter Ort - erwählt von 250 Wissenschaftlern aus 19 Ländern. Physiker und
    Astronomen wollen hier die schnellsten und energiereichsten Atomkerne des Universums aufspüren. Vorvergangene Woche
    weihten sie offiziell das zweite Detektorgebäude ein, das zum großen Teil aus deutschen Beiträgen finanziert ist. Doch schon
    vor ein paar Monaten konnten sie die ersten Spuren beobachten. Die Teilchen kommen aus dem All und sind seit Millionen
    Jahren nahezu mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs. Viel mehr wissen die Wissenschaftler nicht. Also haben sie Fragen:

    Woher kommen die Teilchenprojektile? Und welche geheimnisvolle Kraft bringt sie auf ihre unvorstellbare Geschwindigkeit?

    In den 11 000 Liter fassenden Wassertanks von Malargüe sucht man nach Antworten. Die dort auftreffenden
    Elementarpartikel erzeugen in dem hoch reinen Wasser bläuliche Lichtblitze. Diese werden von Fotodetektoren registriert und
    als Funksignal von ferngesteuerten Handys zum Kontrollraum am Rand der Steppe weitergeleitet. Was bleibt, sind eine Menge
    Bytes auf den Festplatten. Und die Hoffnung, dass darin des Rätsels Lösung verborgen liegt.

    Radioaktive Schauer regnen herab

    Die bizarre Formation der Tanks, die durchaus als Land-Art bei der nächsten documenta durchginge, könnte jedoch nicht nur
    wissenschaftliches Interesse wecken. "Das sind dankbare Ziele für Gewehrkugeln", fürchtet Karl-Heinz Kampert, der das
    Projekt gemeinsam mit seinem Kollegen Hans Blümer vom Forschungszentrum Karlsruhe mit vorantreibt. Die weithin sichtbaren
    Tanks sind wie geschaffen für die Schießübungen pubertierender Revolverhelden. Bei einem Treffer plätschert ein hübscher
    Wasserstrahl heraus. Daher setzt Kampert, der mit seinem dunklen Vollbart väterliche Fürsorge ausstrahlt, auf Aufklärung.
    "Die Bevölkerung muss sich damit identifizieren können." Sonst wird das Projekt für die Forscher zum Albtraum.

    Ähnliche Teilchendetektoren durchmustern bereits in Utah und Japan den Himmel über der nördlichen Hemisphäre. Nun soll mit
    dem Experiment - benannt nach Pierre Auger, der 1938 erstmals Teilchenschauer am Boden maß - auch die Südhalbkugel in
    den Blick genommen werden. Von dort aus kann man direkt in das Zentrum unserer Milchstraße spähen. Neben Argentinien
    kamen Australien und Südafrika als Standort infrage. Nelson Mandela schickte sogar ein Bewerbungsfax an die Forscher.
    Doch nur in der Provinz Mendoza fanden diese die richtige Mischung aus klarer Luft und potenziellen Geldgebern, die sie für
    ihr 54 Millionen Dollar teures Projekt brauchten.

    Als Kampert vor vier Jahren eine der ersten Informationsveranstaltungen zum Auger-Projekt in Malargüe durchführte, kamen
    die Bauern auf Pferden angeritten. "Sie waren neugierig und besorgt", erinnert sich der Physikprofessor, "und wir waren
    völlige Exoten." Doch das änderte sich. Die Physiker besuchten die Schulen, spendeten für ein englischsprachiges College und
    die Stadtbibliothek und stifteten ein Stipendium, mit dem Jugendliche in den USA studieren können. Vergangenes Jahr wurde
    den Forschern von der Provinzzeitung eine Urkunde für gute Öffentlichkeitsarbeit verliehen. Heute sagt ihnen der
    Bürgermeister von Malargüe bei jeder Gelegenheit: "Hier ist euer Zuhause."

    Sogar die Ziegen und Kühe haben sich mit den ersten Wassertanks arrangiert. Sie liegen im Schatten der hüfthohen Zylinder
    und scheuern ihr Fell an den Kabelhaltern. Keine der Solarflächen für die Stromversorgung wurde bislang geklaut, kein Tank
    von Gewehrkugeln durchlöchert. Die 60 Bauern, denen das Land gehört, erhalten eine Pacht von 20 Pesos pro Jahr und Tank,
    so viel wie für eine fette Ziege. Außerdem wurden die Wassertanks nach den Kindern im Ort benannt.

    Für die Physiker ist die klare, trockene Luft über der argentinischen Hochebene ein Glücksfall. "Wir nutzen die Erdatmosphäre
    als riesigen Detektor", sagt Hans Blümer, Sprecher des Auger-Projekts. Wenn ein kosmisches "Primärteilchen", etwa ein
    Proton oder der Kern eines leichten Atoms, auf die Erdatmosphäre trifft, kracht es in rund 20 Kilometer Höhe auf ein
    Luftmolekül. Die Bruchstücke dieses Zusammenpralls, die "Sekundärteilchen", fliegen mit verminderter Geschwindigkeit in
    Richtung Erdboden. In Sekundenbruchteilen entsteht eine Lawine aus Millionen subatomarer Partikel, mit denen man ein
    Physikbuch füllen könnte. Der ganze Zoo der Elementarteilchenphysik ist in dem Schauer versammelt: Elektronen, Positronen,
    Pionen, Myonen, Protonen, Neutrinos. Sie regen Stickstoffmoleküle zum Leuchten an und hinterlassen dadurch bläulich
    schimmernde Spuren in der Luft. Für das Auge ist der Lichtschimmer zu schwach, doch in dunklen Nächten und bei klarer
    Sicht können Spiegelteleskope mit hoch empfindlichen Fotodetektoren die Teilchendusche fotografieren. Dafür stehen in der
    Pampa Amarilla 30 Teleskope zwischen den Wassertanks auf dem Gelände verteilt. Während die Ziegen schlafen, spähen sie
    nach Lichtspuren am Himmel.

    Am Erdboden angekommen, ähnelt die Form des Teilchenschauers einer flachen Wolke, etwa einen Meter dick und bis zu
    mehrere Kilometer breit. Je höher die Energie der Primärteilchen, desto breiter die Wolke. Einige Dutzend Sekundärteilchen
    werden von den Detektoren registriert. Das reicht, um den ursprünglichen Kurs des Primärteilchens zu berechnen. Die Daten
    kombinieren die Physiker mit den Teleskopaufnahmen und berechnen so Geschwindigkeit und Energie des kosmischen
    Flitzers.

    Dass die Erde einem ständigen Beschuss aus dem All ausgesetzt ist, weiß man seit 1912. Damals stellte der Österreicher
    Victor Hess bei Ballonflügen fest, dass die Luft in 4000 bis 5000 Meter Höhe stark ionisiert ist. Er führte dies auf
    Zusammenstöße der Luftmoleküle mit kosmischen Teilchen zurück. Für seine Entdeckung erhielt Hess 1936 den Nobelpreis.
    Heute kennen die Forscher sogar die Trefferquoten: Wer im Freien spazieren geht, wird pro Sekunde von 100 Teilchen aller
    Art durchquert. Manche von ihnen verändern Zellen im menschlichen Körper - die Lawinenschauer machen ein Drittel der
    Radioaktivität aus, denen Menschen ausgesetzt sind. Von Flugzeugwänden, Dächern und Autoblech lassen sie sich kaum
    aufhalten. "Der Körper ist das gewohnt", beruhigt Karl-Heinz Kampert. "Vielleicht war das sogar gut für die Evolution."

    Detektoren auf Schuldächer!

    Auf dem Gelände des Forschungszentrums Karlsruhe betreiben Kampert und Blümer eine Miniaturversion des Auger-Projekts,
    mit der sie langsamere Atomkerne aufspüren. 252 weiß getünchte Blechhütten stehen im Abstand von ein paar Metern auf der
    Fläche eines Fußballplatzes - die Detektoren des "Kascade-Experiments" vermessen seit sechs Jahren den himmlischen
    Hagel.

    Die meisten niederenergetischen Teilchen stammen aus der Sonne. Doch große Detektoren wie in Utah und Japan haben
    weltweit etwa 25 extrem schnelle Teilchen aufgespürt, Exoten, deren Energie jenseits von 100 Trillionen Elektronenvolt liegt.
    Das entspricht der Bewegungsenergie eines Tennisballs beim Aufschlag von Andre Agassi - konzentriert auf einen Atomkern.
    "Wie die Natur diese Teilchen beschleunigt, ist ein Rätsel", sagt Auger-Sprecher Alan Watson. Zum Vergleich: Der
    leistungsfähigste irdische Teilchenbeschleuniger, der im Bau befindliche Large Hadron Collider in Genf, soll Protonen auf ein
    Hundertmillionstel dieser Energie beschleunigen.

    An Erklärungsversuchen für diese raren Partikel, von denen eines pro Quadratkilometer und Jahrhundert auf die Erde trifft,
    mangelt es nicht.

    - Am weitesten wagt sich John Linsley hinaus, der 1960 in New Mexico das erste kosmische Teilchen bei 100 Trillionen
    Elektronenvolt nachwies. Sie stammten aus "weißen Löchern" im All, enormen Energiequellen auf kleinstem Raum, spekulierte
    Linsley vergangenes Jahr auf einer Tagung in Hamburg. Details konnte er den konsternierten Fachleuten allerdings nicht
    bieten. "Ich wollte das öffentliche Interesse an den schwarzen Löchern ausnutzen", gibt Linsley heute freimütig zu.

    - Mehr Anhänger hat eine Theorie, die supermassive schwarze Löcher, mehrere Milliarden Mal so schwer wie unsere Sonne,
    als potenzielle Teilchenschleudern sieht. Sie saugen Materie in sich auf und pusten einen Teil davon fast mit
    Lichtgeschwindigkeit zurück ins All. Solche kosmischen Materiekanonen existieren in "aktiven Galaxien" am Rand des
    Universums, einige Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. Der Schönheitsfehler: Niemand weiß, wie die Teilchen von dort zur
    Erde kommen. Der Zwischenraum ist nämlich mitnichten leer, sondern mit kosmischer Mikrowellen-Hintergrundstrahlung
    ausgefüllt, dem Echo des Urknalls - und diese bremst allzu schnelle Atomkerne ab.

    - Einen möglichen Ausweg haben soeben amerikanische Forscher vorgeschlagen: Vielleicht stammten die Partikel aus
    scheinbar "schlafenden" schwarzen Löchern in Galaxien unserer näheren Umgebung. Kreisen diese schnell genug um ihre
    eigene Achse, spekulieren Didier Torres von der Princeton-Universität und Elihu Boldt vom Goddard Space Flight Center,
    könnten sie subatomare Teilchen mit der nötigen Energie zur Erde schleudern.

    - Eine nicht minder kreative Forscherfraktion postuliert dagegen exotische "Urknallreliktteilchen", die seit den Frühzeiten des
    Universums durchs All rasen. Diese würden - warum auch immer - von der Mikrowellenstrahlung nicht abgebremst und
    verwandelten sich erst kurz vor der Erde in die bekannten Atomkerne und Protonen. Diese Spekulation wird mit Vorliebe von
    Physikern bemüht, die Geld für irdische Beschleuniger brauchen. Nur diese Maschinen, so der Hintergedanke, könnten uns
    Aufschluss über die Fantasieteilchen geben.

    - Der Theoretiker Peter Biermann vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn vermutet jedoch, dass die
    energiereichen Teilchen aus einer der wenigen aktiven Galaxien in unserer Nähe stammen, der Radiogalaxie M 87 im Sternbild
    Jungfrau, 60 Millionen Lichtjahre entfernt. Auf dem Weg zur Erde könnten "intergalaktische Magnetfelder" ihre Bahn so
    umgelenkt haben, vermutet Biermann, "dass ihre Herkunft verschleiert wurde". Doch auch diese Theorie ließe sich erst mit
    einer besseren Statistik testen. Das Auger-Experiment, das pro Jahr 30 bis 50 "Ereignisse" messen soll, wird also über einen
    "ganzen Stapel von Theorien entscheiden", hofft Hans Blümer vom Forschungszentrum Karlsruhe.

    Nachahmer könnte das Auger-Projekt ausgerechnet im Ruhrgebiet finden. Physiker der Universität Wuppertal wollen 5000
    Teilchendetektoren zwischen Düsseldorf und Dortmund auf die Dächer von Schulen stellen und über das Internet verknüpfen.
    Schüler und Lehrer sollen an dem Großversuch beteiligt werden, was auch Schulleiter begeistert. Fluoreszenzmessungen
    würden über dem Ruhrpott zwar scheitern - der Himmel ist zu grau. Aber ein alternatives Verfahren ist schon in Sicht: Wenn
    die Partikel zur Erde rauschen, senden sie Radiowellen aus, die sich mit Satellitenschüsseln erfassen ließen. Dafür sind die
    Schuldächer gegen ein anderes Problem gefeit: An Wassertanks in Malargüe fiel die Elektronik aus, weil Ziegen die Kabel
    aufscheuerten.

    Mitarbeit: Sonia Pajon-Jenny

 
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Happy End:

Sie sind mitten unter uns...

 
12.05.02 00:54
...und sie nennen sich PM und JP:

Ausserirdische haben die Kontrolle übernommen 660839

Gruß    
Happy End
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