Pierre Auger Observatorium

  Pierre Auger Observatorium Urheberrecht: Pierre Auger Observatorium

Das Pierre Auger Observatorium ist ein internationales physikalisches Großprojekt in Malargüe, Argentinien, zur Untersuchung ultrahochenergetischer kosmischer Strahlung. Begründet wurde das Observatorium 1992 von dem US-amerikanischen Nobelpreisträger Jim Cronin sowie dem Briten Alan Watson. Das Observatorium ist benannt nach dem französischen Physiker Pierre Auger, der 1938 die ausgedehnten Luftschauer entdeckte. Mit einer Fläche von 3000 km2, ist es das welweit größte Observatorium zur Untersuchung von kosmischer Strahlung.

Die kosmische Strahlung ist eine Teilchenstrahlung, die uns von allen Richtungen aus dem Weltall erreicht. Sie besteht zum größten Teil aus Atomkernen, mit Elementen von Wasserstoff bis Eisen. Beim Auftreffen auf die Atmosphäre entstehen dabei Teilchenkaskaden, die man Luftschauer nennt.

Die vom Auger Observatorium vermessene Strahlung mit Energien von 1017 eV bis über 1020 eV tritt nur sehr selten auf. Bei 1019 eV erwartet man lediglich 1 Teilchen pro km2 pro Jahrhundert! Aufgrund dieses kleinen Flusses kann sie nur indirekt durch Überwachung einer riesigen Fläche nachgewiesen werden.

Die erste Anlage auf der Südhalbkugel in Malargüe, Argentinien, ist fertig gestellt und liefert seit 2004 Daten.
Zwei Detektor-Systeme arbeiten zusammen

 

Zwei Detektor-Systeme arbeiten zusammen

Das Observatorium besteht aus zwei voneinander unabhängigen Detektorsystemen, dem Oberflächendetektor und dem Fluoreszenzdetektor.

Der Oberflächendetektor des Südobservatoriums besteht aus einem Gitter von über 1600 autonomen Stationen, die sich in einem Abstand von jeweils 1,5 km auf einer riesigen Fläche von 3000 km2 verteilen. Jede Station besteht aus einem Wasser-Cherenkov-Detektor, der einfallende geladene Teilchen nachweist.

Ein Luftschauer erzeugt dabei in mehreren Stationen ein Signal. Aus der Stärke und dem Zeitpunkt der Einzelsignale kann dann auf die Energie und die Richtung des Primärteilchens geschlossen werden.

Das Fluoreszenzdetektorsystem besteht aus 27 Teleskopen, die auf vier Standorte verteilt sind und zusammen den gesamten Oberflächendetektor überblicken. Die Teleskope vermessen das für menschliche Augen unsichtbare Fluoreszenzlicht, welches in der Atmosphäre durch einen Luftschauer entsteht.

Das Fluoreszenzlicht ist jedoch sehr schwach, so dass sich die Teleskope nur während mondloser Nächte benutzen lassen, was 15 % der Betriebszeit entspricht. Der Nachteil wird aber durch die genauere Bestimmung der Energie und den Einblick in die Schauerentwicklung gegenüber dem Oberflächendetektor ausgeglichen.

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Martin Erdmann

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Auger am III. Physikalischen Institut A

Prof. Thomas Hebbeker: FAMOUS, Aachen Muon Detektor

Prof. Martin Erdmann: mehr Information zu aktuellen Forschungsthemen

Juniorprofessor Bretz