Münster/Südpol. Das internationale IceCube-Experiment am Südpol wird technisch erweitert, und auch die Universität Münster ist daran beteiligt. Mit neuen Sensoren im antarktischen Eis wollen Forschende Neutrinos künftig präziser messen und dadurch tiefere Einblicke in das Universum gewinnen.
Das Observatorium IceCube gilt als eines der größten Teleskope für Teilchenphysik weltweit. Nun wurde es um zusätzliche Detektoren ergänzt, die vor allem bei niedrigeren Energien neue Messungen ermöglichen. Damit reagiert die Forschung auf offene Fragen zur Entstehung und Beschaffenheit der nahezu masselosen Elementarteilchen.
Das IceCube-Neutrino-Observatorium befindet sich tief im Eis des Südpols und umfasst ein Detektorvolumen von rund einem Kubikkilometer. Mehr als 5.000 empfindliche Lichtsensoren sind dort in einem dreidimensionalen Gitter angeordnet, sodass sie die seltenen Wechselwirkungen von Neutrinos mit dem umgebenden Eis registrieren können. Wenn ein Neutrino mit Materie kollidiert, entstehen geladene Teilchen, die einen charakteristischen Lichtkegel erzeugen, das sogenannte Cherenkov-Licht. Dieses Licht wird von digitalen optischen Modulen erfasst, sodass Energie und Richtung der ursprünglichen Teilchen rekonstruiert werden können.
Zwischen Dezember 2025 und Januar 2026 wurden im Rahmen eines Upgrades sechs zusätzliche Sensorstränge installiert. Dabei brachten internationale Teams mehr als 650 neue Photodetektoren und Kalibrierungseinheiten in Tiefen von bis zu 2.400 Metern ein. Die neuen Module sind dichter angeordnet, sodass schwächere Signale nun besser erfasst werden können. Dadurch erweitert sich der messbare Energiebereich erheblich, und gleichzeitig steigt die Genauigkeit der Auswertung. Nach Angaben der beteiligten Forschungseinrichtungen können die verbesserten Kalibrierungsdaten zudem rückwirkend auf bereits erhobene Messreihen angewendet werden.
Deutschland ist nach den USA einer der wichtigsten Partner in der internationalen IceCube-Kollaboration. Insgesamt sind elf deutsche Institutionen beteiligt, darunter auch die Universität Münster. Neben dem Karlsruher Institut für Technologie und dem Forschungszentrum DESY engagieren sich mehrere Universitäten in Entwicklung, Bau und Auswertung der Instrumente.
Wie aus Mitteilungen der beteiligten Einrichtungen hervorgeht, stammen zentrale Komponenten der neuen Detektoren aus deutscher Forschung. So wurden unter anderem spezielle Photomultiplier entwickelt, die extrem schwache Lichtsignale verstärken können. Zusätzlich kamen neuartige Module zum Einsatz, die ultraviolettes Licht in sichtbare Wellenlängen umwandeln, sodass bislang ungenutzte Signalanteile messbar werden. Diese Technik verbessert insbesondere die Beobachtung von Neutrinos niedriger Energie, wie sie etwa in der Atmosphäre oder bei Supernova-Explosionen entstehen.
Für Münster bedeutet die Beteiligung an IceCube eine Mitwirkung an einem weltweit einzigartigen Observatorium. Rund 450 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 14 Ländern arbeiten in der Kollaboration zusammen. Das Upgrade gilt zugleich als technologischer Testlauf für die geplante Erweiterung IceCube-Gen2, die das Messvolumen künftig auf acht Kubikkilometer ausdehnen soll. Der entsprechende Antrag der Helmholtz-Gemeinschaft wird Ende Februar in Berlin vorgestellt.
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