Ein Besuch beim DESY

Um Schwarze Löch­er (SL) zu fotografieren, benötigt es Radiote­leskope. Um jene jedoch erst ein­mal genau von der Erde aus aufzus­püren, bedarf es Gam­mate­leskope, denn das größte Hin­der­nis ist und bleibt die Atmo­sphäre.

Für jene Teleskope erscheinen Objek­te wie SL nicht als einzelne punk­t­för­mige, son­dern als mehrere schwächere Lichtquellen. Dies liegt an der über 100km uns befind­liche Schutzschicht, die Licht­brechung zu Folge hat. Die genaue Lage kann mith­il­fe von Teleskopen mit einem Durchmess­er von etwa 11km Durchmess­er rekon­stru­iert wer­den, indem man die emp­fan­genen Sig­nale kom­biniert.


Diese “Licht­strahlkom­po­si­tio­nen” wer­den eben­falls am DESY analysiert

Was uns zum eigentlichen Anlass bringt: Ich war zu Besuch in der Helmholtz-Gesellschaft in Ham­burg. Nach einem Ein­gang­gsvor­trag, wurde uns in ein­er Führung das namensgebende DESY (Deutsche Elek­tro­nen-Syn­chro­tron) gezeigt. Dabei han­delt es sich um einen von mehreren Teilchen-Beschle­u­nigern auf dem gesamten Are­al außer­halb der Stadt.


Es ist der größte aktive Ringbeschle­u­niger mit 2km Umfang, denn HERA (6,3km) ist mit­tler­weile abgeschal­tet. Zusät­zlich ver­fügt das Gelände über weit­ere Lin­earbeschle­u­niger und Syn­chro­trons.

Mith­il­fe der Syn­chro­trons kann die soge­nan­nte Syn­chro­tron-Strahlung detek­tiert wer­den. Die ist näm­lich eine Strahlung, welche Teilchen erst bei extrem hohen Geschwindigkeit­en aussenden und somit an Energie ver­lieren. Dabei gilt im All­ge­meinen:

 \Delta E=\frac{(Ze)^2* \beta^3 * \gamma^4} {\epsilon _0 * 3R}


mit ΔE → Syn­chro­tron-Energie; Z → Ord­nungszahl; eEle­men­tar­ladung; ε₀ elek­trische Feld­kon­stante; RSyn­chro­tron­ra­dius; βv/c
y→ Lorentz­fak­tor = E/m*c²

Für Elek­tro­nen mit sehr geringer Masse und beschle­u­nigt auf annäh­ernd Licht­geschwindigkeit (β ≈1) heißt das dann:

 \Delta E=\frac{(Ze)^2*E^4} {\epsilon _0 * 3R * (mc^2)^4}


Das heißt, dass die emit­tierte Energie bspw. um einen Fak­tor 2⁴ steigt, wenn man die Masse hal­biert.

Bei Pro­to­nen ist die Energie um den Fak­tor 10¹² klein­er und ist damit eigentlich ver­nach­läs­sig­bar. Den­noch gab es bei HERA sowohl für Elek­tro­nen als auch für Pro­to­nen eine (Test-)Strecke.


Der näch­ste Aspekt wäre die Strahlzeit: Diese ist erst durch den Auf­bau ein­er Mes­sung, dieser kann bis zu einem Tag dauern, möglich. Sie selb­st beschreibt die anschließende Messzeit, von meist mehreren Stun­den, sodass eine ordentliche Anzahl von Emergiee­mis­sion analysier­bar wird. Den­noch ist dies weitaus lukra­tiv­er, da, um eine ver­gle­ich­bare Strahlungs­menge mit dem Hub­ble Wel­traumte­leskop einz­u­fan­gen, erhe­blich höhere Kosten entste­hen wür­den.


Hier sieht man eine solche Vor­bere­itungsmon­tage

Zu guter let­zt noch eine kleine Exkur­sion zum Hig­gs-Teilchen: Dieses x sorgt bei den meis­ten Teilchen durch die Bewe­gung inner­halb des sog. Hig­gs-Feldes für die spez­i­fis­che Masse der­er. Wobei bei gewis­sen Neu­tri­nos auch bei diesem Phänomen noch Fra­gen offen ste­hen, weshalb es falsch ist zu sagen, dass das Hig­gs-Feld den Teilchen Masse ver­lei­ht.

In diesem Video sieht man, wie kos­mis­che Teilchen, welche detek­tiert wer­den:


Hier noch weit­ere Bilder von meinem Aufen­thalt an einem nicht ganz gewöhn­lichen Ort der nicht ganz nor­malen Physik.

Teile dies:

0 Antworten an “Ein Besuch beim DESY

Kommentar verfassen

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahren Sie mehr darüber, wie Ihre Kommentardaten verarbeitet werden .

X
de_DE_formalGerman
en_GBEnglish de_DE_formalGerman