Der Ursprung der kosmischen Strahlung ist eines der beständigsten Mysterien der Physik und es sieht so aus, als ob es noch eine Weile so bleiben wird. Einer der führenden Kandidaten für die Herkunft der kosmischen Strahlung sind Gammastrahlenausbrüche, und Physiker hofften, dass ein riesiger Antarktis-Detektor namens IceCube Neutrino-Observatorium diese Theorie bestätigen würde. Aber Beobachtungen von über 300 GRBs ergaben keine Hinweise auf kosmische Strahlung. Kurz gesagt, kosmische Strahlung ist nicht das, was wir dachten.
Aber genau wie Thomas Edison, der sagte, dass „jeder verworfene falsche Versuch ein weiterer Schritt nach vorne ist“, sehen Physiker diese neueste Erkenntnis als Fortschritt.
„Obwohl wir noch nicht herausgefunden haben, woher die kosmische Strahlung kommt, haben wir einen großen Schritt getan, um eine der führenden Vorhersagen auszuschließen“, sagte Francis Halzen, wissenschaftlicher Leiter von IceCube und Physikprofessor an der University of Wisconsin-Madison.
Kosmische Strahlung sind elektrisch geladene Teilchen wie Protonen, die aus allen Richtungen auf die Erde treffen, deren Energien bis zu hundert Millionen Mal höher sind als die, die in künstlichen Beschleunigern erzeugt werden. Die intensiven Bedingungen, die erforderlich sind, um solche energiereichen Teilchen zu erzeugen, haben das Interesse der Physiker auf zwei mögliche Quellen gelenkt: die massiven Schwarzen Löcher in den Zentren aktiver Galaxien und Gammastrahlenausbrüche (GRBs), Gammastrahlenblitze, die mit beobachteten extrem energiereichen Explosionen verbunden sind in fernen Galaxien.
IceCube verwendet Neutrinos, von denen angenommen wird, dass sie die Produktion kosmischer Strahlung begleiten, um diese beiden Theorien zu erforschen. In einem Artikel veröffentlicht in der Ausgabe vom 19. April der Zeitschrift Nature, IceCube-Wissenschaftler beschreiben eine Suche nach Neutrinos, die von 300 beobachteten Gammastrahlenausbrüchen emittiert wurden, zuletzt zeitgleich mit den SWIFT- und Fermi-Satelliten, zwischen Mai 2008 und April 2010. Überraschenderweise fanden sie keine – ein Ergebnis, das 15 Jahren Vorhersagen widerspricht und einen in Frage stellt der beiden führenden Theorien über den Ursprung der kosmischen Strahlung mit der höchsten Energie.
Aurora hinter dem IceCube Lab gesehen. Foto von: Sven Lidstrom/NSF
Der Detektor sucht nach Hochenergie (Teraelektronenvolt; 1012-Elektronenvolt) Neutrinos, und in ihrem Papier sagte das Team, dass sie eine Obergrenze für den Fluss von energetischen Neutrinos, die mit GRBs verbunden sind, gefunden haben, die mindestens um den Faktor 3,7 unter den Vorhersagen liegt. Dies impliziert, dass entweder GRBs nicht die einzigen Quellen kosmischer Strahlung mit Energien von mehr als 10 . sind18Weitere Informationen zu IceCube.
Quelle: IceCube/Universität Wisconsin
