Auf Neutrino-Jagd in den Tiefen des Baikals

Vor fünfzig Jahren flog Juri 
Gagarin zum ersten Mal ins All, nun ist man dabei, nach den 
genaueren Zusammenhängen im Weltall zu fragen. Dazu werden im Baikalsee, dem größten Süßwasserreservoir der Welt, neue optische Module getestet. In sechs Jahren soll ein Superteleskop in Betrieb genommen werden, das ein schwarzes Loch im Zentrum unserer Galaxie untersucht.

Die Module können Neutrinos wahrnehmen – Elementarteilchen, die durch Kernreaktionen entstehen und einzigartige Informationen transportieren. Zwar ist deren Existenz seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts bekannt, doch ein Neutrino „einzufangen", gelang erstmals Ende der 80er-Jahre.

Unabhängig davon hatte der russische Physiker und Nobelpreisträger Pawel Tscherenkow festgestellt, dass die Teilchen beim Durchdringen von Wasser- oder Eisschichten ein schwaches hellblaues Leuchten abgeben, nach dem Forscher auch Tscherenkow-Licht genannt. Deshalb gingen die Russen Mitte der 90er-Jahre auf Tauchstation: In einer Tiefe von einem Kilometer wurden optische Module im Baikalsee installiert. Auch das Forschungszentrum Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) ist an dem Neutrinoteleskop NT-200 beteiligt.

Ein Wunder der Naturwissenschaft: das optische Teleskop-Modul.

Eine riesige Perlenkette

Äußerlich erinnert das NT-200 an ein Fischernetz. An Trossen sind die optischen Module in Druckglaskugeln aufgehängt - das Ganze ähnelt einer riesigen Perlenkette. Im Innern der Kugeln befinden sich Fotoelemente, die das Leuchten der Neutrinos festhalten sollen und die Informationen an das Forschungszentrum am Ufer übermitteln. Die ersten Module konnten allerdings nur jene Neutrinos wahrnehmen, die innerhalb der Erdatmosphäre entstanden sind.

„Das perfektionierte Superteleskop wird hundertmal größer sein als das alte", erklärt Alexander Awrorin, Entwickler des NT-200. Mit 250 000 neuen optischen 
Modulen wird das Netz eine Fläche von einem Quadratkilometer abdecken. Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass sie damit auch Neutrinos aus entlegeneren Winkeln des Alls aufspüren können.

Weltweit existieren mit ANTARES im Mittelmeer und AMANDA in der Antarktis noch zwei weitere Neutrinoteleskope. 
NT-200 sei jedoch weitaus billiger, erklärt Awrorin. Denn der Baikalsee ist zur Hälfte des Jahres zugefroren, sodass die Module problemlos von einer Plattform auf dem Eis installiert werden können.

Zudem hat sich vom Standort Baikalsee der Blickwinkel aufs All als äußerst günstig erwiesen. Das sibirische Superteleskop schaut in den Mittelpunkt unserer Galaxie, direkt auf ein großes schwarzes Loch. Aus diesem können Neutrinos zur Erde fliegen, die bei Kernreaktionen innerhalb der „Dunklen Materie" entstanden sind. Dies ist der Stoff, aus dem der Großteil unseres Weltalls 
besteht, dessen Existenz jedoch nur in der Theorie bewiesen ist. Sollte es den Wissenschaftlern gelingen, ein solches Teilchen 
„einzufangen", wäre das einer der größten Durchbrüche in der Physik des 21. Jahrhunderts.

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