Weltgrößtes Neutrino-Teleskop fertiggestellt

Das IceCube-Observatorium am Südpol soll Neutrinos aus weit entfernten Galaxien nachweisen.

Nach knapp sechs Jahren Bauzeit und einem Jahrzehnt Vorbereitung wurde am 18. Dezember 2010 das Neutrino-Teleskop „IceCube“ fertiggestellt. Der größte Teilchendetektor der Welt besteht aus einem Kubikkilometer Eis am Südpol, der mit höchstempfindlichen Lichtsensoren durchsetzt ist. Sie fangen die Spuren von Neutrinos aus dem Weltall auf, um Informationen über weit entfernte Galaxien zu erhalten. Da Neutrinos große Mengen Materie unbeobachtbar durchdringen können, erfordert ihr Nachweis gigantische Detektoren.

Abb.: Ein Glaskugel-Sensor wird am Südpol ins Eis hinuntergelassen, um dort das schwache bläuliche Leuchten aufzufangen, das bei Neutrinoreaktionen entsteht. (Bild: NSF/B. Gudbjartsson)

IceCube ist im tiefen Eis unter der US-amerikanischen Amundsen-Scott-Station am geographischen Südpol installiert. Das Teleskop besteht aus 86 Kabeltrossen, an denen in Tiefen zwischen 1,45 und 2,45 Kilometern jeweils 60 Glaskugeln angebracht sind. Die Kugeln umschließen hochempfindliche Lichtsensoren, die das schwache bläuliche Leuchten auffangen, das bei Neutrinoreaktionen entsteht. Ein Viertel dieser insgesamt über 5000 optischen Sensoren wurde durch deutsche Forschungsgruppen bereitgestellt. Die Trossen sind in 125 Meter Abstand voneinander angeordnet, sodass insgesamt ein Volumen von einem Kubikkilometer mit Lichtsensoren bestückt ist.

Das Projekt wird von einem internationalen Konsortium unter Führung der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) betrieben. Die NSF hat auch den größten Teil der Baukosten von 279 Mio. US-Dollar übernommen. Der Südpol ist durch sein kristallklares Tiefeneis und durch die exzellente Infrastruktur, die die Amundsen-Scott-Station bietet, der ideale Ort für ein solches Teleskop.

Neutrinos sind Elementarteilchen, die 1930 vorhergesagt, jedoch erst 1956 nachgewiesen wurden. Milliarden von ihnen prasseln pro Sekunde auf jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche, und die meisten von ihnen durchdringen die Erde, ohne mit einem einzigen Atom zu kollidieren. Weil sie kaum mit anderer Materie in Wechselwirkung treten, sind Neutrinos zwar schwer nachzuweisen, können aber genau darum auch viel leichter als Licht aus kompakten kosmischen Regionen wie etwa dem Innern unserer Sonne entweichen und setzen dann ihren Flug durchs All ungestört fort. Das macht sie zu einzigartigen kosmischen Boten. IceCube sucht nach Neutrinos aus Quellen, die viel weiter entfernt sind als unsere Sonne – Tausende bis Milliarden von Lichtjahren. Zu den Forschungsobjekten zählen schwarze Löcher und die rätselhafte Dunkle Materie.

DESY / Universität Mainz / AL