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Elektromagnetische Wellen: Bilder des Universums. Radio. 3-Kelvin Strahlung. Röntgen- Strahlen. γ - Strahlen. Sichtbares Licht. Die neuen Fenster:. Neutrinos. Kosmische Strahlen. Gravitations- Wellen. Neutrinos. . Postuliert 1930

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Presentation Transcript

  1. Elektromagnetische Wellen: Bilder des Universums Radio 3-Kelvin Strahlung Röntgen- Strahlen γ- Strahlen Sichtbares Licht

  2. Die neuen Fenster: Neutrinos Kosmische Strahlen Gravitations- Wellen

  3. Neutrinos

  4. Postuliert 1930 Nachgewiesen 1956 Wolfgang Pauli • Masse (fast) Null • Extrem schwach reagierend

  5. Wegen ihrer schwachen Wechselwirkung mit Materie können Neutrinos aus dem Inneren kompakter Himmels- körper entweichen. Wolfgang Pauli

  6. 23.2.1987 Die Geburt der Neutrino-Astronomie Wolfgang Pauli

  7. 23.2.1987 Supernova 1987A in der Großen Magellanschen Wolke

  8. , neutron star cools down

  9. Super-Kamiokande Japan

  10. Neutrino-Signal von SN-1987A in Kamiokande SN 1987A Rauschen

  11. Neutrino-Signal von SN-1987A in Kamiokande • Temperatur im frischen Neutronenstern 30-40 Milliarden Kelvin • Neutrinomasse < 20 eV • . . . . SN 1987A Rauschen

  12. Die Sonne in Neutrinos • In der Sonne laufen die berechneten Fusionsreaktionen ab. • Neutrinos haben eine Masse.

  13. in rot: Ereignisse für SN bei 10 kpc Supernova Neutrino-Detektoren weltweit (laufend und zukünftig) Super-K 8500 70 400 100 300 330 190 (106) einige 100 einige 100

  14. Kosmische Strahlen

  15. Nobelpreis 1936 Victor Hess 1912

  16. Stratosphärischer Ballon (40 km Höhe) Primäres Teilchen ~ 20 km Reaktion des Primärteilchens Höhe Hess‘ Ballon (bis 5 km Höhe) Teilchen-Detektoren

  17. Energie: LHC  10 000 000

  18. Wo sind die Quellen? Extragalaktisch Galaktisch Aktive Galaxien Galaxien Cluster Gamma Ray Bursts Supernova-Reste Mikroquasare Pulsare

  19. Wo sind die Quellen? Extragalaktisch Galaktisch 1000LHC Aktive Galaxien Galaxien Cluster Gamma Ray Bursts Supernova-Reste Mikroquasare Pulsarse

  20. Wo sind die Quellen? Extragalaktisch Galaktisch Aktive Galaxien Galaxien Cluster Gamma Ray Bursts 10000000LHC Supernova-Reste Mikroquasare Pulsarse

  21. Geladene kosmische Strahlung, Gamma-Strahlen und Neutrinos Geladene Teilchen , 

  22. Extrem hochenergetische geladene Teilchen fliegen fast geradeaus Geladene Teilchen bei 1 000 000  LHC Energie

  23. Je höher die Energie, desto geringer der Teilchenfluss: 0.01  LHC 1 pro m² und Minute 1000  LHC 1 pro m² und Jahr 1 000 000  LHC 1 pro km² und Jahr

  24. Himmelskarte der 58 höchstenergetischen Auger-Ereignisse … im Vergleich zur Dichteverteilung aktiver Galaxien

  25. Hochenergetische Neutrinos Nachweis in offenem Wasser oder Eis Neutrino-Kern- Reaktion Detektor Myon Neutrino

  26. Südpol Astronomie-Sektor Landebahn AMANDA The Dome

  27. AMANDA 677 optische Module an 19 Trossen Installation 1996-2000

  28. Neutrino-Himmelskarte δ=90º Max Significanceδ=54º, α=11.4h3.38σ 0h 24h 5 AMANDA, 7 Jahre, 6595 Neutrinos

  29. IceCube 2009: 5160 Photomultiplier, 1 km³ 07/08: 18 06/07: 13 05/06: 8 04/05: 1 08/09: 19 Trossen 59 von 86 Trossen installiert  Abschluss Januar 2011

  30. Erste IceCube-Himmelskarte δ=90º 1/4 IceCube (22 Trossen), 10 Monate 2 x so sensitiv wie 7 Jahre Amanda Schritt in neues Territorium ! 5

  31. Erste IceCube-Himmelskarte δ=90º Im Jahr 2012 werden wir 1000 mal so sensitiv sein wie Super-Kamiokande ! (oder wie Amanda im Jahr 1997) 1/4 IceCube (22 strings), 10 Monate 2 x so sensitiv wie 7 Jahre Amanda Schritt in neues Territorium ! 5

  32. Gravitations- Wellen

  33. Gravitational waves emitted , neutron star cools down

  34. Verschmelzende Neutronensterne

  35. LIGO GEO Virgo TAMA Interferometer AIGO GEO-600

  36. Gravitational Waves 2014: 3-300 Quellen pro Jahr Adv Virgo/ Adv LIGO Virgo/LIGO 2009: < 1 Quelle pro Jahr

  37. Ausblick

  38. Mega-Projekte, Baubeginn 2012-2017 • Neutrino-Astronomie bei niedrigen Energien • Ein Untergrunddetektor von etwa der 10-fachen Größe von Super-Kamiokande • Geladene kosmische Strahlen • Auger-Nord in Colorado, 7 mal so groß wie Auger-Süd in Argentinien • TeV Gamma Strahlen • CTA, ein großes Feld von 50-100 Luftschauer-Teleskopen • Hochenergie-Neutrinos • KM3NeT, das Gegenstück zu IceCube im Mittelmeer • Gravitationswellen • Auf der Erde: E.T. (Einstein Telescope) • Im Weltraum: LISA

  39. Ausblick 2014 • Neutrinos: • Das Fenster bei niedrigen Energien ist geöffnet. • Bei hohen Energien: reale Chance erster Entdeckungen • Geladene kosmische Strahlen: reale Chance erster Quell-Identifikationen • Gravitationswellen: Identifikation von Quellen sehr wahrscheinlich. • Eine galaktische Supernova würde sowohl in Gravitations-wellen wie auch in Neutrinos gesehen werden. •  Die nächsten 5 Jahre werden spannend!

  40. Ausblick 2014 • Neutrinos: • Das Fenster bei niedrigen Energien ist geöffnet. • Bei hohen Energien: reale Chance erster Entdeckungen • Geladene kosmische Strahlung: reale Chance erster Quell-Identifikationen • Gravitationswellen: Identifikation von Quellen sehr wahrscheinlich. • Eine galaktische Supernova würde sowohl in Gravitations-wellen wie auch in Neutrinos gesehen werden. •  Die nächsten 5 Jahre werden spannend! ENDE

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