Dezember 2011, Nr. 33
CAMPUS
Blick in das Teleskop von Solar Hidden Photon Search (TSHIPS I), das mittlerweile auf die Sonne gerichtet ist (hier vor der Montage). Foto: Sternwarte Hamburg
Kontakt:
Prof. Günter Wiedemann
Sternwarte der Hamburger Universität
t. 040.42838-8425
e. gwiedemann-at-hs.uni-hamburg.de
SHIPS-Website
Leinen los für SHIPS: Hamburger Wissenschaftler suchen versteckte Photonen
„Mit SHIPS schaffen wir eine ganz neue Kategorie von astronomischen Beobachtungsstationen für diese noch hypothetischen, aber hoch interessanten Elementarteilchen“, erklärt der für das Experiment verantwortliche Prof. Günter Wiedemann von der Sternwarte der Hamburger Universität. „Das Projekt ist eine gelungene Synthese aus Theorie, Experiment und Astrophysik. Dass wir das Teleskop jetzt nach relativ kurzer Bauzeit in Betrieb nehmen können, haben wir auch dem großen Engagement unserer Doktoranden und Studenten zu verdanken.“ An SHIPS sind außer der Hamburger Sternwarte Wissenschaftler von DESY und dem Max-Planck-Institut für Physik (München) beteiligt.
Versteckt in Dunkler Materie?
Hidden Photons sind mit normaler Materie nur sehr schwach wechselwirkende Elementarteilchen, deren Existenz und Verhalten von theoretischen Modellen postuliert und beschrieben werden. „Der Theorie nach kann es eine ganze Serie von versteckten leichten Teilchen geben, die aber bisher niemand experimentell nachweisen konnte“, sagt Dr. Andreas Ringwald (DESY), der zusammen mit Günter Wiedemann das Projekt leitet. „Diese Teilchen könnten die von vielen Beobachtungen geforderte Dunkle Materie ausmachen, aus der etwa ein Fünftel unseres Universums besteht.“
Die versteckten Photonen entstehen in großer Zahl in lichtstarken Objekten wie der Sonne. Sie können, ähnlich wie die besser dafür bekannten Neutrinos, ihren Zustand ändern und sich mit einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit in normale (elektromagnetische) Photonen umwandeln. Diese können mit einem quasi-astronomischen Teleskop nachgewiesen werden. Für die Spurensuche wurde an der Sternwarte gerade das erste „Telescope for Solar Hidden Photon Search“ TSHIPS I installiert und versuchsweise in Betrieb genommen.
Teleskop, in das kein Licht eindringen darf
Wegen der vermutlich sehr schwachen Signale, und weil nur die im Teleskop entstehenden Photonen detektiert werden sollen, müssen die Optik und der hochempfindliche Detektor des Teleskops sorgfältig gegen jegliches Umgebungslicht abgeschirmt werden. Interessanterweise ist TSHIPS I also ein Lichtteilchen-Teleskop, in das von außen kein Licht gelangen darf.
Mit dem „Solar Hidden Photon Search“-Projekt SHIPS intensivieren Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen von der Hamburger Sternwarte und DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) ihre Zusammenarbeit, die mit dem Projekt „Any Light Particle Search“ (ALPS) begonnen hatte. SHIPS ist ein Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs 676 „Teilchen, Strings und frühes Universum“ der Universität Hamburg und wird durch den Cluster „Connecting Particles with the Cosmos“ der Landesexzellenzinitiative LEXI gefördert.
Versteckt in Dunkler Materie?
Hidden Photons sind mit normaler Materie nur sehr schwach wechselwirkende Elementarteilchen, deren Existenz und Verhalten von theoretischen Modellen postuliert und beschrieben werden. „Der Theorie nach kann es eine ganze Serie von versteckten leichten Teilchen geben, die aber bisher niemand experimentell nachweisen konnte“, sagt Dr. Andreas Ringwald (DESY), der zusammen mit Günter Wiedemann das Projekt leitet. „Diese Teilchen könnten die von vielen Beobachtungen geforderte Dunkle Materie ausmachen, aus der etwa ein Fünftel unseres Universums besteht.“
Die versteckten Photonen entstehen in großer Zahl in lichtstarken Objekten wie der Sonne. Sie können, ähnlich wie die besser dafür bekannten Neutrinos, ihren Zustand ändern und sich mit einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit in normale (elektromagnetische) Photonen umwandeln. Diese können mit einem quasi-astronomischen Teleskop nachgewiesen werden. Für die Spurensuche wurde an der Sternwarte gerade das erste „Telescope for Solar Hidden Photon Search“ TSHIPS I installiert und versuchsweise in Betrieb genommen.
Teleskop, in das kein Licht eindringen darf
Wegen der vermutlich sehr schwachen Signale, und weil nur die im Teleskop entstehenden Photonen detektiert werden sollen, müssen die Optik und der hochempfindliche Detektor des Teleskops sorgfältig gegen jegliches Umgebungslicht abgeschirmt werden. Interessanterweise ist TSHIPS I also ein Lichtteilchen-Teleskop, in das von außen kein Licht gelangen darf.
Mit dem „Solar Hidden Photon Search“-Projekt SHIPS intensivieren Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen von der Hamburger Sternwarte und DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) ihre Zusammenarbeit, die mit dem Projekt „Any Light Particle Search“ (ALPS) begonnen hatte. SHIPS ist ein Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs 676 „Teilchen, Strings und frühes Universum“ der Universität Hamburg und wird durch den Cluster „Connecting Particles with the Cosmos“ der Landesexzellenzinitiative LEXI gefördert.
T. Zoufal