Millionen für die Erlanger Astroteilchenforschung

FAU-Forschungszentrum ECAP erhält 2,1 Millionen Euro vom BMBF für die Erforschung kosmischer Gammaquanten und Neutrinos

Die FAU bestätigt ihre international herausragende Stellung als universitäres Zentrum der Astroteilchenforschung: Mit der aktuellen Zuwendung von 2,1 Millionen Euro für den Zeitraum 2017 bis 2020 setzt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Förderung der erfolgreichen Forschung des Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) an der FAU fort. Die Förderung fließt in ein Projekt unter der Leitung von PD Dr. Ira Jung-Richardt für die Entwicklung und den Bau von Komponenten des Cherenkov Telescope Array, des geplanten weltweit größten Gammastrahlenteleskops sowie in ein Projekt zur Erforschung hochenergetischer kosmischer Neutrinos mit dem IceCube-Neutrinoteleskop unter Leitung von Prof. Dr. Gisela Anton.

Wie schon 2014 überreichte Stefan Müller, Parlamentarischer Staatssekretär beim BMBF, die Zuwendungsbescheide den ECAP-Wissenschaftlern und nutzte die Gelegenheit, sich über neue Entwicklungen und aktuelle Forschungsaktivitäten am ECAP zu informieren. „Mit unserem Rahmenprogramm ‚Erforschung von Universum und Materie‘ (ErUM) schaffen wir die Bedingungen für Spitzenforschung made in Germany und fördern Grundlagenforschung für Technologien am Rande des Machbaren. Das ECAP ist hierfür ein leuchtendes Beispiel“, betonte Staatssekretär Müller. „Die exzellenten Erfolge in der Astroteilchen- und Astrophysik gehen einher mit beispielhaftem Technologietransfer, etwa von der Detektorentwicklung zu Anwendungen in der medizinischen Bildgebung oder Dosimetrie. Das ECAP stärkt damit die internationale Sichtbarkeit und Wettbewerbsfähigkeit unseres Bildungs- und Wissenschaftsstandortes – ganz im Sinne des Rahmenprogramms.“

Das ECAP, ein Zusammenschluss von fast 200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der Astrophysik, der Astroteilchenphysik und der Theoretischen Physik, erforscht hochenergetische Teilchen aus dem Universum, insbesondere Gammaquanten und Neutrinos. „Dies sind die perfekten Botschafter des Universums, weil wir mit ihrer Hilfe den Ursprung der kosmischen Strahlung und die Funktionsweise der kosmischen Teilchenbeschleuniger erforschen können“, erklärt ECAP-Direktor Prof. Dr. Stefan Funk. „Besondere Bedeutung hat unsere Forschung auch im Zusammenhang mit den kürzlich entdeckten Gravitationswellen, da die gleichzeitige Beobachtung unterschiedlicher Botenteilchen wissenschaftlich extrem interessant ist. Die Projektförderung des BMBF ist das zentrale Instrument, mit dem Universitäten in die Lage versetzt werden, internationale Spitzenforschung an Großgeräten zu betreiben.“ Für die internationalen Großprojekte der Neutrino- und Gammaastronomie entwickelt und baut das ECAP unter anderem Kameras, Sensorsysteme und Detektoren. Darüber hinaus sind Erlanger Astroteilchenphysiker in den Betrieb der Teleskope und in die Datenauswertung eingebunden und entwickeln neue Softwarepakete und Analysemethoden.

Neue Dimension der Gammastrahlungs-Astronomie

Ein großer Teil der aktuellen BMBF-Förderung fließt in eine Forschungsinfrastruktur, deren Baubeginn 2018 erwartet wird: das Cherenkov Telescope Array (CTA). Das CTA stößt in neue Dimensionen der Astroteilchenforschung vor. Mit seinen rund 100 Einzelteleskopen wird es das größte Gammastrahlenteleskop der Welt sein und die Empfindlichkeit heutiger Instrumente um eine Größenordnung übertreffen. „Mit dem CTA werden wir tausende neue Gammastrahlungsquellen am Himmel entdecken und charakterisieren können“, sagt Stefan Funk, designierter wissenschaftlicher Koordinator der 1300 Wissenschaftler in 32 Ländern umfassenden CTA-Kollaboration. Das CTA wird an zwei Standorten – in La Palma auf der Nordhalbkugel und in Chile auf der Südhalbkugel – errichtet.

Kosmischen Neutrinos auf der Spur

Schon seit den 1980er Jahren werden große Detektoren betrieben, mit denen hochenergetische kosmische Neutrinos nachgewiesen werden sollen. Doch erst vor wenigen Jahren gelang der Durchbruch, als das einen Kubikkilometer große IceCube-Neutrinoteleskop im tiefen Eis des Südpols zum ersten Mal unzweideutig solche Neutrinos aufspürte. Das Hauptaugenmerk der Wissenschaftler liegt jetzt darauf, die Quellen dieser Neutrinos zu finden und damit verbundene Schlussfolgerungen über astrophysikalische Prozesse herauszuarbeiten. Das ECAP wird dabei unter anderem zur Entwicklung neuer Lichtsensor-Module und Kalibrationskomponenten beitragen, die die Sensitivität von IceCube in Zukunft deutlich erhöhen werden.

Grundlagenforschung mit praktischen Anwendungen

Die Beteiligung des ECAP an diesen internationalen Leuchtturmprojekten ist primär auf die Gewinnung grundlegender Erkenntnisse über unser Universum und die fundamentalen Teilchenphysikprozesse darin ausgerichtet – etwa die Natur der dunklen Materie und ihrer Teilchenreaktionen. Doch die Forschung der Erlanger Wissenschaftler hat auch wertvolle Nebeneffekte. So ist die Entwicklung neuer Detektortechnologien auch außerhalb der Astroteilchenphysik nutzbar. ECAP-Professorin Gisela Anton: „Gemeinsam mit der Firma IBA Dosimetrie entwickeln wir Geräte zur Strahlenschutzüberwachung. Mit Siemens Healthineers erforschen wir neue Methoden der Röntgenbildgebung. Außerdem sind die Physiker, die in unseren Projekten ausgebildet werden, in der Industrie sehr gefragt.“

Über das ECAP

Das ECAP wurde 2007 mit dem Ziel gegründet, die Expertise an der Universität Erlangen-Nürnberg auf dem Gebiet der Astroteilchenphysik und der Hochenergie-Astronomie zu bündeln. Beteiligte Einrichtungen am Zentrum sind das Astronomische Institut, das Physikalische Institut und das Institut für Theoretische Physik der FAU. Aktuell arbeiten mehr als 170 Wissenschaftler, davon zwölf Professoren, sowie über 20 technische Mitarbeiter im ECAP. Basierend auf den herausragenden Forschungsleistungen gelang es dem ECAP 2016, einen von Bund und Land mit fast 40 Millionen Euro geförderten Forschungsbau einzuwerben, der ab dem Jahr 2022 auf dem Südgelände der FAU vor allem Labore für zukünftige Forschungsvorhaben des ECAP beherbergen wird.

Durch die Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern und Forschungseinrichtungen aus der ganzen Welt in Projekten wie HESS, IceCube und CTA hat sich das ECAP in den vergangenen Jahren als ein Zentrum der Spitzenforschung auf dem Gebiet der Astroteilchenphysik etabliert. Die Verbundprojekte ermöglichen einen intensiven wissenschaftlichen Austausch, der die Erlanger ECAP-Forscher in alle Teile der Erde führt – nach Namibia, nach USA, nach Chile, in die Antarktis. „Es geht aber nicht nur von der FAU in die Welt, sondern auch aus der Welt an die FAU“, sagt Gisela Anton. Dieser internationale Austausch ist eine wesentliche Voraussetzung für einen exzellenten Forschungsstandort.

Ein besonderes Anliegen ist dem ECAP die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses: Im Erlanger Schülerforschungszentrum erhalten physikbegeisterte Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, Versuche selbständig, aber mit Unterstützung von Wissenschaftlern und Technikern durchzuführen. Für Masterstudierende und Promovierende aus der ganzen Welt veranstaltet das ECAP jährlich die zehntägige internationale Erlanger Astroteilchenschule in der Fränkischen Schweiz, in der internationale Experten die neuesten Entwicklungen in der Astroteilchenphysik erklären.

Informationen für die Medien:

Prof. Dr. Stefan Funk
Tel.: 09131/85-28964
s.funk@fau.de