Am 22. März 2017 besuchten wir die IceCube Masterclass am DESY Zeuthen. 24 Schüler der Oberstufen im Land Brandenburg nahmen an dem Projekt teil, welches sich mit der Detektion von Neutrinos am Südpol auseinandersetzte. Neutrinos sind elektrisch neutrale Elementarteilchen, welche jede bekannte Materie durchqueren können, nahezu ohne irgendwelche Wechselwirkungen einzugehen. Deshalb wurden sie auch als „Geisterteilchen“ bezeichnet. Neutrinos werden z.B. bei radioaktiver b-Strahlung gebildet, aber auch von der Sonne. Diese Neutrinos besitzen aber vergleichsweise geringe Energien im Vergleich zu bestimmten kosmischen Neutrinos.

Der Tag begann für uns um 09.00 Uhr. Nach einer kurzen Vorstellung von den das Projekt leitenden Doktoranden und den Teilnehmern, folgte eine Einführung in die Welt der Teilchenphysik. Damit wurden die grundlegenden Kenntnisse geschaffen, um die Arbeit am IceCube-Observatorium zu verstehen.

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Das IceCube-Observatorium besteht aus 5000 Einzeldetektoren, die in einem Kubikkilometer (!) des Eises eingelassen wurden – daher der Name IceCube. Seit 2010 werden dort hochenergetische Neutrinos ausgewertet. Wenn ein solches Neutrino unter Billionen von Neutrinos, die den Detektor ohne Wechselwirkung durchlaufen, dann doch im Bereich des Detektors mit den Wassermolekülen des Eises wechselwirkt, wird Tscherenkov-Strahlung erzeugt – Lichtblitze, die dann in Intensität und Richtung von den Detektoren nachgewiesen werden können. Schließlich werden die gesammelten Daten an das angrenzende Rechenzentrum übertragen und von dort aus an internationale Forschungsinstitute, u.a. an das DESY Zeuthen, weitergeleitet. Die Initiatoren erhoffen sich Erkenntnisse über die Quellen der kosmischen Strahlung, die für die Erzeugung dieser hochenergetischen Neutrinos verantwortlich sind. Kandidaten für diese hochenergetischen Neutrinos sind z.B. Supernovae oder Akretionsscheiben Schwarzer Löcher. – So konnten also auch wir mithilfe der Neutrino-Forscher am DESY authentische Daten auswerten.

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Bei einer Laborführung konnten wir den Forschern des DESY/Zeuthen bei der Entwicklung der nächsten Generation des IceCubes über die Schulter zu schauen. Für die Zukunft ist geplant, das Observatorium auf ein Volumen von zehn Kubikkilometer auszuweiten, um noch verlässlichere Aussagen über die registrierten Ereignisse treffen zu können.

Den Abschluss bildete ein Bericht zweier Doktoranden über ihre Erfahrungen am Südpol, welchen wir über eine Videokonferenz mit einer weiteren Schülergruppe aus Erlangen teilten. Abgerundet wurde der Tag durch ein aufschlussreiches Q&A mit Professor Kowalski.

Wir möchten uns ganz herzlich bei allen beteiligten Doktoranden, den Organisatoren und Professor Kowalski für diese außergewöhnliche Erfahrung sowie last not least Herrn Dr. Bläß für seine Vermittlung unserer Teilnahme im Rahmen des Netzwerks Teilchenwelt bedanken.

Pieter Hartwig, Franz Weiss und Elena Stahnke

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Weitere Informationen finden sich u.a. auf der offiziellen Website des IceCube https://icecube.wisc.edu/ sowie unter https://masterclass.icecube.wisc.edu/de/