IceCube Masterclass 2022

IceCube Masterclass 2022

Es war einmal vor langer Zeit, in einer weit, weit entfernten Galaxis: Durch eine Supernova werden Neutrinos emittiert, die Millionen Jahre später auf die Erde treffen. Neutrinos sind nahezu masselose Elementarteilchen, die mit der übrigen Materie nur mit äußerst geringer Wahrscheinlichkeit interagieren. Sie fliegen ständig in großer Zahl durch die Erde und auch Menschen hindurch.

Durch die seltene Interaktion können Neutrinos nur durch spezielle Teilchendetektoren wie IceCube nachgewiesen werden. IceCube ist ein 1km³ großer Raum unter der Erdoberfläche im klaren Eis am Südpol, der mit Photonendetektoren durchzogen ist. Mit diesen werden durch eintreffende Neutrinos entstandene Lichtteilchen gemessen. Die Physik von Neutrinos und die Funktionsweise von IceCube wurden den Teilnehmern der IceCube Masterclass an der FAU Erlangen vermittelt.

Zunächst wurden theoretische Grundlagen vorgestellt, woraufhin die Schüler das Wissen an Simulationen und echten Messungen des IceCube Teleskops anwenden konnten. Z. B. sollten die drei verschiedenen Neutrinoarten anhand ihrer charakteristischen hinterlassenen Photonenspur unterschieden werden. Auch wurde selbstständig ein Teilchendetektor gebaut, in dem kleinste Teilchen (keine Neutrinos, aber z. B. Elektronen oder α-Teilchen) durch dichten Nebel sichtbar gemacht werden konnten. Der Versuch war sehr beeindruckend, da mit einfachen Mitteln Teilchen mit subatomarer Größe verfolgt werden konnten und das Prinzip eines Teilchendetektors veranschaulicht wurde.

Zuletzt berichtete ein Forscher, der mehrere Monate während des antarktischen Tags an der Südpolstation arbeitete, von der Reise und vom Leben dort. Direkt neben der Forschungsstation liegt IceCube. Das Leben dort sei aufgrund der extremen äußeren Bedingungen und der ständigen Helligkeit, da am Südpol ein Tag ein halbes Jahr dauert, körperlich und psychisch herausfordernd. Dennoch sei die Erfahrung wegen der völlig anderen Lebensumstände und direkten Mitarbeit an Forschungsprojekten sehr wertvoll.

Mit der Masterclass haben die Schüler Einblicke in ein Forschungsprojekt bekommen, das in Zukunft entscheidend sein könnte, weit entfernte Objekte im Weltall zu lokalisieren und Informationen über die Anfänge des Universums zu erhalten.

Finn Rudolph, Q11

Teilchenspur in einer Nebelkammer (Foto: Finn Rudolph, Q11)