Verbundprojekte an der Fakultät für Physik und Astronomie

Prof. Dr. Julia Tjus und Prof. Dr. Anna Franckowiak

Seit das IceCube Neutrinoteleskop am geographischen Südpol Ende 2010 fertiggestellt wurde, konnten mehrere bahnbrechende Entdeckungen gemacht werden. Die wichtigste Erkenntnis ist der erste Nachweis der Existenz von hochenergetischen, extragalaktischen Neutrinos. Auf der Suche nach Quellen konnte das Standardmodell für Neutrinoproduktion in Gammastrahlenausbrüchen ausgeschlossen werden und erste Hinweise verdichten sich, dass aktive Galaxien Hochenergieneutrinos produzieren. Um aber einzelne Quellen auflösen zu können, muss IceCube erweitert werden mit dem finalen Ziel, IceCube-Gen2 zu installieren – ein Detektor, der nochmal um einen Faktor 10 größer ist als IceCube. Ein erster Schritt hierbei ist der Ausbau von IceCube, das IceCube Upgrade. Die Ruhr-Universität Bochum ist konkret an der Erweiterung von IceCube durch das Oberflächenarray IceAct beteiligt und arbeitet an der Kalibration des Detektors über die wohldefinierte Messung des Mondschattens bei verschiedenen Energien.

Prof. Dr. Ralf-Jürgen Dettmar

LOFAR (Low Frequency Array) ist das weltweit größte in Betrieb befindliche verteilte Radioteleskop. Mehrere deutsche Institute des German Long Wavelenght (GLOW) Konsortiums betreiben sechs LOFAR-Stationen in Deutschland. Diese ergänzen die niederländischen Stationen und die dortigen zentralen Verarbeitungseinrichtungen sowie andere internationale Stationen in ganz Europa.

Prof. Dr. Ralf-Jürgen Dettmar

Das SKA (Square Kilometre Array) ist das kommende Weltprojekt in der Radioastronomie. Es wird die größte astronomische Einrichtung sein, die jemals gebaut wurde, mit drei verschiedenen Instrumenten in Australien und Südafrika. Das MeerKAT Projekt mit zur Zeit 64 Antennen wird in den nächsten Jahren zum SKA erweitert.

Prof. Dr. Ulrich Wiedner

Im neu etablierten und vom BMBF in der Verbundforschung geförderten Projekt „Ultra-Fast Calorimeter“ („UFaCal“) entwickelt der Lehrstuhl Wiedner zusammen mit Kollegen der Universität Gießen sowie der Universität der Bundeswehr in München einen extrem schnellen Detektor für γ-Strahlen. Hierzu wird versucht superschnelle Szintillatoren mit neu entwickelten Silizium-Photomultipliern zu kombinieren um in den Bereich der ps-Zeitauflösung zu kommen.

Prof. Dr. Ulrich Wiedner

Das PANDA-Experiment soll eines der wichtigsten Experimente des Großprojektes Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) werden. Im Fokus von FAIR steht ein Synchrotron-Komplex, der intensive gepulste Ionenstrahlen liefert. Antiprotonen, die durch den primären Protonenstrahl erzeugt werden, werden dann in den Hochenergiespeicherring (HESR) gefüllt und kollidieren innerhalb des PANDA-Detektors. Die PANDA-Kollaboration mit mehr als 500 Wissenschaftlern aus 20 Ländern will grundlegende physikalische Forschung zu verschiedenen Themen rund um die starken Kräfte, exotischen Aggregatzustände und die Struktur von Hadronen betreiben. Um alle notwendigen Informationen aus den Antiproton-Proton-Kollisionen zu sammeln, wird ein universeller Detektor gebaut, der in der Lage ist, präzise Trajektorienrekonstruktion, Energie- und Impulsmessungen und eine sehr effiziente Identifizierung von geladenen und neutralen Teilchen zu ermöglichen.

Prof. Dr. Julia Tjus und Prof. Dr. Anna Franckowiak

Das Cherenkov Telescope Array (CTA) ist die nächste Generation an Gammastrahlungsteleskopen mit zwei geplanten Arrays – eines auf der Nordhalbkugel auf La Palma, eines in der Atacama-Wüste in Chile. Weltweit sind in diesem Projekt die Aktivitäten gebündelt, um die aktuellen Sensitivitäten von GAmma-Teleskopen nochmal um einen Faktor mehr als 10 zu erhöhen und somit die Anzahl an detektierten Quellen von mehr als 100 Stück auf mehr als 1000 zu erhöhen und gleichzeitig das Auflösungsvermögen zu verbessern, diese Quellen auf einem Niveau aufzulösen, dass es unter anderem erlaubt, die Beschleuniger der kosmischen Strahlung zu identifizieren und nach dunkler Materie zu suchen. Der Lehrstuhl Theoretische Physik ist konkret an dem Aufbau und Ausbau der Onsite-Analysesoftware von CTA über die Verbundforschung gefördert.

Prof. Dr. Achim von Keudell

Ziel der Initiative Carbon2Chem® ist es, Hüttengase aus der Stahlproduktion als Ausgangsstoff für chemische Produkte zu nutzen – einschließlich des darin enthaltenen CO2. Dabei soll Überschussstrom aus erneuerbaren Energien als Energiequelle genutzt werden. Die Physik ist daran mit einem Projekt zur Plasmakatalyse beteiligt.