{"guid":"cf86e707-27a6-4839-a03f-438413e7756f","title":"Kosmische Teilchenbeschleuniger und ihre Spuren in der Antarktis","subtitle":"Über die Identifikation des ersten kosmischen Teilchenbeschleunigers und den Beginn einer neuen Ära in der Multimessenger-Astronomie","slug":"35c3-9664-kosmische_teilchenbeschleuniger_und_ihre_spuren_in_der_antarktis","link":"https://fahrplan.events.ccc.de/congress/2018/Fahrplan/events/9664.html","description":"\u003cp\u003eVor 5.7 Milliarden Jahren emittierte der Blazar TXS0506+056 eine gro\u0026szlig;e Menge schwach wechselwirkender Neutrinos. Von dem durch ein supermassives schwarzes Loch im Zentrum seiner Galaxie angetriebenen kosmischen Teilchenbeschleuniger fand eines dieser Teilchen seinen Weg zur Erde und interagierte mit Wassermolek\u0026uuml;len im antarktischen Eis. Durch einen gl\u0026uuml;cklichen Zufall konnte das IceCube Neutrino Observatory, ein Kubikkilometer gro\u0026szlig;er Detektor aus instrumentiertem Eis, am 22. September 2017 eine Lichtspur aufzeichnen, die direkt zur Quelle zur\u0026uuml;ck zeigte. Damit konnte erstmals ein bekanntes astrophysikalisches Objekt mit dem Ursprung eines kosmischen Neutrinos assoziert werden und das Ereignis IceCube-170922A schrieb Geschichte. Ein n\u0026auml;herer Blick auf die w\u0026auml;hrend 2014-2015 gesammelten Daten zeigte, dass die Neutrino-Emission von TXS0506+056 phasenweise erh\u0026ouml;ht ist. Dies unterst\u0026uuml;tzt die These, dass das Ereignis von 2017 tats\u0026auml;chlich dem Blazar zugeordnet werden kann und die Entdeckung wurde zu einem gro\u0026szlig;er Erfolg f\u0026uuml;r die Multi-Messenger Astrophysik.\u003c/p\u003e\r\n\u003cp\u003eBereits 1912 entdeckte Viktor Hess die als kosmische Strahlen bekannten hochenergetischen Teilchen, die im Sekundentakt aus dem Weltall auf die Erdatmosph\u0026auml;re treffen. Einige von ihnen stammen aus unserer Sonne, andere von Quellen in unserer eigenen Galaxie \u0026ndash; bei den h\u0026ouml;chsten Energien liegen die Urspr\u0026uuml;nge allerdings vermutlich in weit entfernten Galaxien. Ungl\u0026uuml;cklicherweise handelt es sich gr\u0026ouml;\u0026szlig;teils um geladene Ionen, die auf ihrem Weg durch das Universum durch Magnetfelder abgelenkt werden und nicht zu ihren Quellen zur\u0026uuml;ckverfolgt werden k\u0026ouml;nnen. Deswegen konnte in den mehr als 100 Jahren seit ihrer Entdeckung keine eindeutige Quelle extragalaktischer kosmischer Strahlen identifiziert werden.\u003c/p\u003e\r\n\u003cp\u003eTrotz allem gibt es dort drau\u0026szlig;en Objekte, die winzige Teilchen mit den unvorstellbar geringen Massen von 10^-24g auf die Energie beschleunigen, mit der Rafael Nadal seine Tennisb\u0026auml;lle aufschl\u0026auml;gt. In irgendeiner Form m\u0026uuml;ssen diese Objekte strahlen und neben kosmischen Strahlen auch andere Teilchen emittieren. Hier setzt die Idee von Multi-Messenger Astroteilchenphysik an: Bei der Untersuchung der energiereichsten Objekte unseres Universums werden zugleich Licht, Neutrinos und Gravitationswellen betrachtet, allesamt ungeladene Boten, die Informationen von den Quellen direkt zu unseren Detektoren tragen. W\u0026auml;hrend 2017 Gravtitationswellen eines Gammastrahlenblitzes identifiziert werden konnten, war der diesj\u0026auml;hrige Durchbruch in der Multi-Messenger Astroteilchenphysik die Assoziation eines von IceCube detektierten Neutrinos mit einem bekannten Blazar in einer weit entfernten Galaxie.\u003c/p\u003e\r\n\u003cp\u003eIn diesem Vortrag erkl\u0026auml;ren wir, was Menschen zum Bau komplexer Detektoren an den exotischsten Pl\u0026auml;tzen der Welt motiviert, um hochenergetische Teilchen aus dem Weltall zu jagen. Wir sprechen \u0026uuml;ber die bahnbrechende Entdeckung diesen Jahres und beleuchten, wie der Durchbruch durch twitter-\u0026auml;hnliche Echtzeit-Monitoring-Systeme \u0026uuml;berhaupt erst m\u0026ouml;glich wurde.\u003c/p\u003e\r\n\u003cp\u003eImage / Video Credits \u003cbr /\u003e\u003cbr /\u003eTitelbild: NASA \u003cbr /\u003eB2\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; Uni Wien \u003cbr /\u003eB3\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; NASA \u003cbr /\u003eB4\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; CERN / LHC \u003cbr /\u003eB5\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; Auger Collaboration \u003cbr /\u003eB6\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; Sven Lafebre \u003cbr /\u003eB7\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; NASA \u003cbr /\u003eB8\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u0026nbsp;A. Fedynitch DESY \u003cbr /\u003eB9\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; IceCube Observatory \u003cbr /\u003eB10\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; freier-grafiker.de \u003cbr /\u003eB11 \u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; IceCube Collaboration \u003cbr /\u003eB12\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://military.id.me/\"\u003ehttps://military.id.me/\u003c/a\u003e \u003cbr /\u003eB13\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; Argonne National Laboratory \u003cbr /\u003eB14\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; IceCube Collaboration \u003cbr /\u003eB15\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; IceCube Collaboration \u003cbr /\u003eB16\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; DESY (Renderbild) \u003cbr /\u003eB17\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; IceCube Collaboration \u003cbr /\u003eB18\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; IceCube Collaboration \u003cbr /\u003eB19\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; IceCube Collaboration \u003cbr /\u003eB20\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; Science Communication Lab und DESY (\u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://multimessenger.desy.de/\"\u003ehttps://multimessenger.desy.de/\u003c/a\u003e ) \u003cbr /\u003eB21\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; Science Communication Lab und DESY (\u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://multimessenger.desy.de/\"\u003ehttps://multimessenger.desy.de/\u003c/a\u003e ) \u003cbr /\u003e\u003cbr /\u003eReferences \u003cbr /\u003e\u003cbr /\u003eR1\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/HESS/public/vfHess.pdf\"\u003ehttps://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/HESS/public/vfHess.pdf\u003c/a\u003e (DE) ausf\u0026uuml;hrliche Diploma-Thesis \u003cbr /\u003eR2\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1808.02927\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1808.02927\u003c/a\u003e Original-Paper inkl. Kommentare \u003cbr /\u003eR3\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1701.07305\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1701.07305\u003c/a\u003e Proceedings on electron positron fluxes (AMS Coll. ) \u003cbr /\u003eR4\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/astro-ph/0609060\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/astro-ph/0609060\u003c/a\u003e Auger Observatory \u003cbr /\u003eR5\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1502.01323\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1502.01323\u003c/a\u003e ausf\u0026uuml;hrliche Detektorbeschreibung \u003cbr /\u003eR6\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1604.03637\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1604.03637\u003c/a\u003e AugerPrime Design Report, ohne AERA Radio Det. \u003cbr /\u003eR7\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1311.7346\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1311.7346\u003c/a\u003e\u0026nbsp; Galactic Cosmic Rays Review \u003cbr /\u003eR8\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1804.02331\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1804.02331\u003c/a\u003e Galactic CR from young massive stars \u003cbr /\u003eR9\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/0711.2256\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/0711.2256\u003c/a\u003e 2008 Correlation of UHECR with AGN (Auger Coll.) \u003cbr /\u003eR10\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1709.07321\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1709.07321\u003c/a\u003e\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; 2017 large scale UHECR anisotropy (Auger Coll.) \u003cbr /\u003eR11\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/0812.3809\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/0812.3809\u003c/a\u003e High Energy Neutrino Detectors overview \u003cbr /\u003eR12\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1412.5106\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1412.5106\u003c/a\u003e IceCube Gen2 \u003cbr /\u003eR13 \u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1607.02671\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1607.02671\u003c/a\u003e PINGU IceCube \u003cbr /\u003eR14\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1612.05093\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1612.05093\u003c/a\u003e IceCube Instrumentation and Online Systems (DOM) \u003cbr /\u003eR15\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"http://science.sciencemag.org/content/342/6161/1242856.full\"\u003ehttp://science.sciencemag.org/content/342/6161/1242856.full\u003c/a\u003e (\u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1311.5238\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1311.5238\u003c/a\u003e ) \u003cbr /\u003eR16\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1805.11112\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1805.11112\u003c/a\u003e\u0026nbsp; Neutrino Astronomy focus IceCube \u003cbr /\u003eR17 \u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"http://science.sciencemag.org/content/361/6398/eaat1378\"\u003ehttp://science.sciencemag.org/content/361/6398/eaat1378\u003c/a\u003e (open access: \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1807.08816\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1807.08816\u003c/a\u003e ) \u003cbr /\u003eR18\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"http://science.sciencemag.org/content/361/6398/147\"\u003ehttp://science.sciencemag.org/content/361/6398/147\u003c/a\u003e (open access: \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1807.08794\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1807.08794\u003c/a\u003e ) \u003cbr /\u003eR19\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1807.04275\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1807.04275\u003c/a\u003e modeling TXS2 \u003cbr /\u003eR20 \u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"http://adsabs.harvard.edu/abs/1993ARA%26A..31..473A\"\u003ehttp://adsabs.harvard.edu/abs/1993ARA%26A..31..473A\u003c/a\u003e AGN Unification scheme 1993 \u003cbr /\u003eR21\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; \u003ca class=\"moz-txt-link-freetext\" href=\"https://arxiv.org/abs/1107.5576\"\u003ehttps://arxiv.org/abs/1107.5576\u003c/a\u003e AGN UHECR \u003cbr /\u003eR22\u0026nbsp;\u0026nbsp;\u0026nbsp; 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