Radio 3-Kelvin Strahlung

Sichtbares Licht

Röntgen-

Strahlen

γ- Strahlen

Elektromagnetische Wellen: Bilder des Universums

Die neuen Fenster:

Neutrinos KosmischeStrahlen

Gravitations-Wellen

Neutrinos

Postuliert 1930 Nachgewiesen 1956

Wolfgang Pauli

- Masse (fast) Null

- Extrem schwach reagierend

Wolfgang Pauli

Wegen ihrer schwachen Wechselwirkung mit Materiekönnen Neutrinos aus demInneren kompakter Himmels-körper entweichen.

Wolfgang Pauli

23.2.1987 Die Geburt der

Neutrino-Astronomie

Supernova 1987A in der Großen Magellanschen Wolke

23.2.1987

, neutron star cools down

Super-KamiokandeJapan

SN 1987A

Rauschen

Neutrino-Signal von SN-1987A

in Kamiokande

SN 1987ASN 1987A

RauschenRauschen

Neutrino-Signal von SN-1987A

in Kamiokande

• Temperatur im frischen Neutronenstern

30-40 Milliarden Kelvin• Neutrinomasse < 20 eV• . . . .

Die Sonne in Neutrinos

In der Sonne laufen die berechneten Fusionsreaktionen ab. Neutrinos haben eine Masse.

300

8500400100

70

190 (106)

330

einige 100einige 100

in rot: Ereignisse für SN bei 10 kpc

Supernova Neutrino-Detektoren weltweit(laufend und zukünftig)

Super-K

KosmischeStrahlen

Victor Hess1912

Nobelpreis 1936

~ 20 km Reaktion des Primärteilchens Höhe

Stratosphärischer Ballon(40 km Höhe)

Hess‘ Ballon(bis 5 km Höhe)

PrimäresTeilchen

Teilchen-Detektoren

Energie: LHC 10 000 000

Supernova-Reste

MikroquasarePulsare

Galaktisch

Extragalaktisch

AktiveGalaxien

Galaxien ClusterGamma Ray Bursts

Wo sind die Quellen?

Supernova-Reste

MikroquasarePulsarse

Galaktisch

Extragalaktisch

Wo sind die Quellen?

1000LHC AktiveGalaxien

Galaxien ClusterGamma Ray Bursts

Supernova-Reste

MikroquasarePulsarse

Galaktisch

Extragalaktisch

Wo sind die Quellen?

10 000 000LHC

AktiveGalaxien

Galaxien ClusterGamma Ray Bursts

Geladene kosmische Strahlung, Gamma-Strahlen und Neutrinos

Geladene Teilchen

,

Extrem hochenergetische geladene Teilchen fliegen fast geradeaus

Geladene Teilchen bei 1 000 000 LHC Energie

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

Himmelskarte der 58 höchstenergetischen Auger-Ereignisse

… im Vergleich zur Dichteverteilung aktiver Galaxien

Neutrino-Kern- Reaktion

Detektor

Hochenergetische Neutrinos

Nachweis in offenemWasser oder Eis

Myon

Neutrino

Südpol

Astronomie-Sektor

AMANDA

The Dome

Landebahn

Installation1996-2000

677 optische Modulean 19 Trossen

AMANDA

δ=90º

24h 0h

Max Significanceδ=54º, α=11.4h

3.38σ

Neutrino-Himmelskarte

AMANDA, 7 Jahre, 6595 Neutrinos

59 von 86 Trossen installiert

Abschluss Januar 2011

05/06: 8

04/05: 1

07/08: 18

06/07: 13

08/09: 19 Trossen

IceCube 2009: 5160 Photomultiplier, 1 km³

δ=90º

Erste IceCube-Himmelskarte

1/4 IceCube (22 Trossen), 10 Monate

2 x so sensitiv wie 7 Jahre AmandaSchritt in neues Territorium !

δ=90º

Erste IceCube-Himmelskarte

1/4 IceCube (22 strings), 10 Monate

2 x so sensitiv wie 7 Jahre AmandaSchritt in neues Territorium !

Im Jahr 2012 werden wir 1000 mal so sensitiv sein wie Super-Kamiokande ! (oder wie Amanda im Jahr 1997)

Gravitations-Wellen

, neutron star cools down

Gravitational waves emitted

Verschmelzende Neutronensterne

LIGO GEO VirgoTAMA

AIGO

Interferometer

GEO-600

Virgo/LIGO

Adv Virgo/ Adv LIGO

2014: 3-300 Quellen pro Jahr

2009: < 1 Quelle pro Jahr

Ausblick

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

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!

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