georg schwering i. physikalisches institut b, rwth aachen
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AMS
Teilchenphysik im Weltraum
Georg Schwering
I. Physikalisches Institut B, RWTH Aachen
Girlsday 28.04.2005
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Wie entstand das
Universum?
„Backen“ von schweren Atomkernen
in Sternen und Sternexplosionen
Bildung von Galaxien und Sternen
Bildung von neutralen Atomen
Entstehung von leichten Atomkernen
(Helium, Lithium, Berillium)
(Energiegrenze gegenwärtiger
Beschleuniger)
Urknall
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Atomkernfusion in Sternen
P-P Zyklus: „kalte“ Sterne CNO Zyklus: „heiße“ Sterne
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Wenn alles Material
„fusioniert“ ist…
Implosiondu noyaud ’étoile
Explosion d ’étoile
Expansion du matière onde de choc accélération
Supernova Restes du Supernova
Stern brennt aus implodiert explodiert
Atomkerne aller Art werden in den
Weltraum geschleudert…
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...und können die Erde
treffen
Die sogenannte kosmische
Höhenstrahlung.
Sie reagiert mit der
Atmosphäre.
Auf der Erde kann man
nicht mehr die originalen
Teilchen messen.
Detektor oberhalb der
Atmosphäre installieren!
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“Its time we face reality,
my friends….
We’re not exactly
rocket scientists.”
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AMS Flug 1998
10 Tage im Weltraum
100 Millionen
durchfliegende
Teilchen (Ereignisse)
gemessen
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Meßprinzip
Teilchen fliegt durch
Detektor, erzeugt Signale
Zeichne Signale auf und
werte sie aus.
Rekonstruiere die
„Spur“ durch Detektor.
Ermittle Ladung,
Geschwindigkeit,
Energie, etc.
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Was suchen wir?
z.B. Antimaterie
Momentum/charge
Materie
Positiv geladene Atomkerne
Antimaterie
Negativ geladene Atomkerne
Etwa 3 Mio.
Heliumkerne
gefunden
Keine Anti-
Heliumkerne
gefunden
An
zah
l
(Energie)
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Warum soll es Antimaterie
geben?
Messungen bei Beschleunigerexperimenten:
Es wird immer gleich viel Materie und Antimaterie erzeugt!
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Also auch beim Urknall…
?
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Neuer, größer, schöner…
1998: 10 Tage ab 2008: 3 Jahre (mindestens)
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Verbesserungen (u.a.)
Bessere Auflösung
═► höhere Energien
═► bessere Teilchenident.
Längere Meßzeit:
═► mehr Ereignisse
Falls es Antimaterie gibt,
werden wir sie finden!
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Der Aachener Beitrag (u.a.):
Übergangsstrahlungsdetektor
5248 Meßröhrchen (ähnlich Geiger-Müller-Zählrohr)
Äußerst leicht & fragil (1kg Startgewicht kostet 20 000€)
Müssen aber viel aushalten (Start, Temperaturschwankungen,
Vakuum)
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z.Z. im Bau in einem
Reinraum
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Ab 2008
AMS