Dr. Clancy James

Gastwissenschaftler am Centre for Astroparticle Physics (ECAP)

Auf der Suche nach den Ursprüngen des Universums

Der Australier Dr. Clancy James ist seit 2011 als Wissenschaftler in den Projekten ANTARES und KM3NeT am Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) tätig. Er ist Vorsitzender des ANTARES Publikationsausschusses und der künftige Leiter der Arbeitsgruppe für Simulationen im Nachfolge-Experiment KM3NeT. Neben seiner eigenen Forschungstätigkeit betätigt Clancy James sich als Supervisor für Doktoranden und Studierende am ECAP.

Über ECAP

Die internationalen Forschungsverbünde des ECAP haben das Ziel, kosmische Teilchen – hochenergetische Neutrinos – aufzuspüren. Neutrinos, die äußerst selten Reaktionen mit anderen Elementarteilchen eingehen, können lange kosmische Distanzen problemlos überwinden und so Informationen über die Funktionsweise der energiereichsten und entlegensten Phänomene im Universum liefern.

Für die Experimente sind zum Teil riesige Detektoren notwendig, wie etwa das ANTARES Unterwasser-Teleskop vor der französischen Mittelmeerküste. Die Astroteilchenphysiker an der FAU sind in den Betrieb der Detektoren und in die Datenauswertung eingebunden und entwickeln neue Softwarepakete und Analysemethoden. Das ECAP im Film

Zu verstehen, wie das Universum funktioniert, ist bereits ein Ziel für sich

Herr Dr. James, was genau hat Ihr Interesse am Universum geweckt?

Mein ursprüngliches Interesse am Weltall und der Astronomie kam aus Büchern über schwarze Löcher, Quasare und andere spannende Dinge, die mir meine Mutter gekauft hat, als ich ungefähr sechs Jahre alt war. Seit damals hat mich die Faszination für das Universum nicht mehr losgelassen und ich wollte Astrophysiker werden, seit ich das Wort zum ersten Mal gehört hatte.

Würden Sie uns das Projekt, an dem Ihre Forschungsgruppe ANTARES im FAU-Forschungszentrum ECAP arbeitet, kurz beschreiben?

ANTARES hat das Ziel, Neutrinos nachzuweisen, die bei Hochenergieprozessen im Universum erzeugt werden, z.B. Sternexplosionen mit ihren Überresten, Strahlen von supermassiven schwarzen Löchern oder Vernichtung von dunkler Materie. Das Experiment selbst findet mit einem Unterwasser-Teleskop 2,5 km unter dem Meer vor der Küste Toulons in Frankreich statt. In dieser Tiefe kann das Licht nachgewiesen werden, das im Wasser erzeugt wird, wenn die Neutrinos mit diesem interagieren.

Und welche konkrete Aufgabe haben Sie in Ihrer Forschungsgruppe?

Ich arbeite an Computersimulationen des Experiments. Im Speziellen an einem Programm, um die Produktion, die Verbreitung und den Nachweis von Licht, das durch relativistische Teilchen im Meerwasser erzeugt wird, zu simulieren. Im Moment ermitteln wir, wie empfindlich das Next-Generation-Instrument KM3NeT auf Teilchenschauer, erzeugt durch hochenergetische Neutrino-Interaktionen, reagieren wird.

Wie kann man sich als Laie die Auswirkungen Ihrer Forschungsergebnisse auf die Gesellschaft vorstellen?

Die offizielle Antwort lautet: Indem sie die technologischen Entwicklungen vorantreibt,  bringt die Physik eine Vielzahl an Spin-Off-Technologien hervor, die die Gesellschaft bereichern, z.B. Internet, GPS (Globale Positionsbestimmungssysteme) oder Wireless (drahtlose Verbindungen). Mir gefallen diese „praktischen“ Rechtfertigungen aber nicht – zu verstehen, wie das Universum funktioniert, vom kleinsten bis zum größten Maßstab, ist bereits ein Ziel für sich selbst. Genauso wie hohe Kunst.

Ein Gemälde von Cezannes aus der Serie „Die Kartenspieler” wurde auf einer Auktion für circa 250-300 Millionen Dollar verkauft. KM3NeT, das derzeit im Bau befindliche Next-Generation-Instrument von ANTARES, wird circa 160-220 Millionen Euro kosten. Und der Film „Transformers: Age of Extinction“ hat etwa 200 Millionen Dollar gekostet. Von diesen Dingen ist keines in der Lage, Krebs zu heilen, Kriege zu verhindern oder Hunger zu stillen – trotzdem würde ich sagen, dass die Menschheit von den beiden erstgenannten wesentlich mehr profitiert als vom letzten.

Was sind Ihre bisher wichtigsten Arbeitsergebnisse an der FAU?

Meine wichtigste Arbeit bisher klingt nicht sehr aufregend: Ich habe die Qualität der Simulationen,  insbesondere der Ausbreitung und des Nachweises von Licht, des ANTARES-Experiments verbessert. Auch, wenn dies für die Außenwelt nicht sichtbar ist, so ist es doch extrem wichtig zu verstehen, wie die Instrumente sich verhalten. Diese Arbeit wird künftig präzisere Ergebnisse der Experimente ermöglichen.

Wie beurteilen Sie die Interaktion zwischen den Wissenschaftlern an der FAU?

Ich bin im Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) angesiedelt, das eingerichtet wurde, um verschiedene Forschungsgruppen der Astroteilchenphysik zusammenzubringen. Das ist ziemlich nützlich, da man einfach den Gang hinuntergehen und sich nach den neuesten Ergebnissen erkundigen kann, z.B. zu Supernova-Überresten oder aktiven Galaxien, die hier in anderen Experimenten analysiert werden.

Wie sichtbar ist die FAU in Ihrem Forschungsgebiet „Astroteilchenphysik” auf internationaler Bühne?

Für viele Wissenschaftler sind Universitäten größtenteils Ansammlungen von Forschungsgruppen, die aus überwiegend bürokratischen Gründen Fakultäten und Departments zugeordnet werden. Das Erlangen Centre for Astroparticle Physics ist definitiv sehr sichtbar in der Astroteilchenphysik. So war mir ECAP in Verbindung mit ANTARES und anderen Experimenten ein Begriff schon Jahre, bevor ich von der FAU oder der Stadt Erlangen gehört hatte.

Was würden Sie Studierenden oder jüngeren Wissenschaftlern sagen, wenn sie Sie fragen, ob sie die FAU für einen Studien- oder Forschungsaufenthalt im Ausland wählen sollten?

Ich würde zuerst prüfen, ob die vorgeschlagene Forschungsgruppe oder das Studienfach eine starke internationale Präsenz hat. Obwohl ich auf jeden Fall finde, dass ECAP ein guter Ort ist, um zu forschen, muss dies nicht unbedingt für andere Departments zutreffen.

Was waren Ihre ersten und auch späteren Eindrücke der Region Erlangen-Nürnberg?

Mein erster und bleibender Eindruck ist, wie typisch „deutsch“ die Region doch ist – von den vielen kleinen Dörfern, Hügeln und Wäldern, bis hin zu jemandem, der sich entschuldigt, weil er nur drei  Minuten zu spät in eine Besprechung kommt. Erlangen selbst ist eine sehr schöne Stadt! Es gibt eigentlich nichts besonders Außergewöhnliches, doch Erlangen ist einfach ein sehr gemütlicher Ort zum Leben.

Können Sie uns bereits ein Highlight, eine Erfahrung, einen Moment Ihres Aufenthaltes nennen, den Sie vermutlich lange in Erinnerung behalten werden?

Die Tatsache, dass ich in einem Schloss in der hügeligen Landschaft im Norden Erlangens geheiratet habe (was zugegebenermaßen auch das Highlight wäre, wenn die Hochzeit in einer Müllhalde stattgefunden hätte). Dann noch ein „Fußball“-Spiel nach australischen Regeln mitten im Winter – eine ziemlich einzigartige Erfahrung. Oder, dass ich hier meinen ersten Igel in freier Wildbahn gesehen habe!

Was ist Ihr Lieblingsplatz an der FAU?

Es gibt zwei Plätze: ein paar kleine Teiche vor den Hörsälen am Technik-Campus, wo die Frösche im Frühling quaken und die Eichhörnchen in den Bäumen spielen; und eine Stelle hinter den Hörsälen, wo die Vögel an den Futterspendern sitzen. Wenn man den ganzen Tag vor einem Computer sitzt, weiß man diese kleinen Naturschauspiele wirklich zu schätzen.

Herr James, herzlichen Dank für den Einblick in Ihre Arbeit an der FAU und Ihr Leben in Erlangen.

Interview: Imke Zottnick-Linster (Dezember 2014)

Über Clancy James:

Von 2009 bis 2011 war Clancy James an der Radboud University Nijmegen in den Niederlanden beschäftigt: Zunächst im Rahmen eines NWO-Stipendiums für sein Projekt „Using LOFAR and the Lunar Cherenkov Technique for the Detection of the Highest Energy Cosmic Rays and Neutrinos”, später als Postdoktorand im Projekt „Cosmic Reys Key Science Project (CR KSP)“.

2009 promovierte er an der University of Adelaide, Australien, in theoretischer und Experimentalphysik. Seine Doktorarbeit „Ultra High Energy Particle Detection with the Lunar Cherenkov Technique“, für die er den Mond mit Radioteleskopen beobachtete, wurde mehrfach ausgezeichnet, u.a. mit der Bragg Gold Medaille für die beste Physik-Doktorarbeit Australiens im Jahr 2009.