Russland

Erforschung des Universums im Baikalsee: Neutrinodetektor geht in Betrieb

Die russischen Astrophysiker haben ein weiteres wichtiges Instrument zur Erforschung des Universums bekommen. Im Baikalsee ging am Samstag der größte Neutrinodetektor der nördlichen Hemisphäre in Betrieb. Der Bau des einmaligen Observatoriums dauerte fast zehn Jahre.
Erforschung des Universums im Baikalsee: Neutrinodetektor geht in BetriebQuelle: Sputnik © Kirill Schipizin

In Russland ist am 13. März der größte Unterwasser-Neutrinodetektor der nördlichen Halbkugel in Betrieb genommen worden. Die feierliche Einweihung der einmaligen Anlage fand am Samstag am Ufer des Baikalsees statt. Die Inbetriebnahme vom "Baikal Gigaton Volume Detector" (Baikal-GVD) wurde bereits im Vorfeld als eines der wichtigsten wissenschaftlichen Ereignisse dieses Jahres in Russland bezeichnet. Bei der Zeremonie am Samstag hob der Minister für Wissenschaft und Hochschulbildung Waleri Falkow die Bedeutung des neuen Neutrino-Observatoriums für die Wissenschaft hervor:

"Zum einen geht es hier um einen einmaligen Ort, um den Baikalsee mit seiner unbeschreiblichen Schönheit. Zum anderen geht es um unsere besten Forschungsinstitute und Universitäten, die ihre Bemühungen im Rahmen dieses internationalen Projektes vereinigt haben."

Falkow zufolge wird dies gleich mehrere positive Effekte bewirken. Das Projekt werde weitere junge Menschen für die Wissenschaft begeistern und für neue wissenschaftliche Entdeckungen sorgen.

Die Entwicklung des Unterwasser-Neutrinodetektors im tiefsten Süßwassersee des Planeten hatte vor knapp zehn Jahren begonnen und wurde als Fortsetzung und Erweiterung der Forschungen mit dem Vorläufer "Baikal Deep Underwater Neutrino Telescope" (BDUNT) geplant. Das internationale Projekt wurde von dem Vereinigten Institut für Kernforschung in Dubna bei Moskau und dem Institut für Kernforschungen der Russischen Akademie der Wissenschaften geleitet. An der Entwicklung dieses Observatoriums beteiligten sich auch Forscher und Ingenieure aus Irkutsk, Nischni Nowgorod, Sankt Petersburg, aber auch aus Tschechien, Polen und der Slowakei.

Der Baikal-GVD bietet Forschern nunmehr neue, beispiellose Möglichkeiten, unter anderem die Entstehung und Entwicklung unseres Universums zu erforschen. Um Schlüsselfragen der Astrophysik beantworten zu können, müssen Wissenschaftler auch den Ursprüngen kosmischer Neutrinos auf den Grund gehen. Dafür sind große Mengen kristallklaren Süßwassers zum Bau geeigneter Detektoren unverzichtbar. Neutrinos sind elektrisch neutrale Elementarteilchen, die unterschiedlichen Ursprung haben können, sowohl aus irdischen Kernreaktoren oder Beschleunigerexperimenten oder dem Erdinneren stammen können, aber vor allem auch kosmischer Natur sind, also von unserer Sonne oder aus dem Universum stammen. Ihre Masse ist sehr gering und sie bewegen sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit, während ihr sogenannter Wirkungsquerschnitt sehr gering ist und ihre Durchdringungsfähigkeit für jegliche Materie daher sehr groß bleibt. Deswegen ist der Nachweis von Neutrinos ziemlich aufwendig und oft sogar nur indirekt durch Folgeprozesse einer seltenen Wechselwirkung mit Materie möglich. Es wird vermutet, dass somit auch Neutrinos aus entstehenden oder sterbenden Galaxien die Erde fast unverändert erreichen und dadurch wertvolle Informationen über astrophysische Abläufe vor Millionen oder sogar Milliarden Jahren liefern können.

Die Inbetriebnahme des Neutrinodetektors im Baikalsee erweitert den Aufbau eines weltweiten Beobachtungsnetzwerkes, das seit dem Jahr 2013 besteht. Dazu gehört unter anderem das US-amerikanische Teleskop IceCube, das sich in der südlichen Hemisphäre – und zwar in der Antarktis – befindet. Insgesamt gibt es mittlerweile über zwei Dutzend verschiedener Experimentalaufbauten zum Nachweis von Neutrinos mit unterschiedlichen Methoden weltweit.

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