Urknall, Anti-Materie, Galaxien: RWTH und FH haben sich zusammengeschlossen, um mehr über das Universum, seine Anfänge und Bestandteile herauszufinden. Hierfür schicken sie ein Magnet-Spektrometer ins All, das kosmische Strahlung untersuchen soll.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der ganzen Welt arbeiten daran, mehr über die Anfänge und die Struktur unseres Universums zu erfahren. Bekannte Weltraumteleskope wie „Hubble“ oder das vor kurzem gestartete „James-Webb“-Teleskop, helfen den Forscher*innen dabei.
Auch RWTH Aachen und FH Aachen entwickeln Pläne für ein großes Weltraum-Forschungsinstrument: Mit einem Magnet-Spektrometer möchten sie die Zusammensetzung von kosmischer Strahlung untersuchen. Man vermutet, dass die Strahlung ein Relikt aus den Anfängen des Universums ist. Das neue Alpha-Magnet-Spektrometer „AMS-100“ soll der Nachfolger von AMS-02 werden, das derzeit auf der Internationalen Raumstation betrieben wird.
Den Rätseln des Universums auf der Spur
Der Ursprung unseres Kosmos und die damit verbundene Entstehung von Raum, Zeit und Materie ist ein bis heute noch nicht vollständig verstandenes naturwissenschaftliches Phänomen. Für die geheimnisvolle dunkle Materie und die noch rätselhaftere dunkle Energie gibt es noch keine Messungen, die ihre Natur aufklären. Aber keine Sorge, Forscher*innen auf der ganzen Welt beschäftigen sich mit dem Thema, suchen nach Lichtquellen, entfernten Galaxien und Spuren des Universums. So sind inzwischen schon tausende Bilder und Aufnahmen im All entstanden.
Wo ist die Anti-Materie?
Im Gegensatz zu bisherigen Weltraumteleskopen, will man in Aachen mit Magnet-Spektrometern Teilchen aufspüren und die Zusammensetzung von kosmischer Strahlung untersuchen. Warum?
Wir holen mal etwas aus: Kurz nach dem Urknall bestand das Universum nur aus Energie, die sich nach Einsteins berühmter Formel E=mc2 in Materie umwandelte. Ebenso viel Anti-Materie wird dabei aber produziert. Das uns umgebende Universum besteht aber nur aus Materie. Komisch – was ist also mit der Anti-Materie nach dem Urknall passiert? Sind eventuell noch leichte Anti-Materie-Kerne in der kosmischen Strahlung vorhanden? Diese Fragen möchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit dem Forschungsprojekt AMS-100 beantworten. Das wäre eine echte Sensation, denn bis jetzt wurde Anti-Materie nur in Experimenten in Teilchenbeschleunigern, wie z.B. CERN, erzeugt.
Magneten mögen es kalt
Eine der vielen Herausforderungen liegt darin, den supraleitenden Magneten im Inneren von AMS-100 auf unter -220° C zu kühlen. Auch die Temperatur der Teilchendetektoren innerhalb des Magneten ist entscheidend für eine erfolgreiche Forschungsmission. Diese muss konstant -100° C betragen. Magneten mögen es scheinbar kalt. Deswegen muss u.a. ein Sonnenschild vor den Detektor von AMS-100 gebaut werden. Außerdem benötigt man einen großen entfaltbaren Radiator, der dafür sorgt, dass die überflüssige Wärme des Instruments in den Weltraum abgegeben wird.
Die theoretischen Vorarbeiten der klugen Köpfe aus Aachen haben also die prinzipiell Machbarkeit des Projekts demonstriert. Fehlt nur noch eine Projektförderung der Raumfahrtbehörden, um ein Forschungsteam aufzubauen und dem Rätsel um die Anti-Materie auf den Grund zu gehen.
Am Projekt beteilgt sind Prof. Dr. Stefan Schael von der RWTH Aachen, Prof. Dr. Markus Czupalla und Prof. Dr. Bernd Dachwald von der FH Aachen, natürlich jeweils mit ihren Studierenden.
19.01.2022
