Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft ASTROTEILCHENPHYSIK. die Neugier nach dem Größten. und dem Kleinsten

Transkript

1 ASTROTEILCHENPHYSIK die Neugier nach dem Größten ν μ τ γ d g W ± c ν e u H t s μ Z 0 χ b e ν τ a X und dem Kleinsten Das Wesen der Dinge hat die Angewohnheit, sich zu verbergen. Heraklit

2 Die Entwicklung des Universums -was wir zu wissen glauben Big Bang + Inflation Λ- Cold Dark Matter Model (Λ-CDM) Entwicklung des Kosmos von 10 Entwicklung des Kosmos von s J

3 Kosmische Spektrum der Wissenschaft Hintergrundstrahlung T = 2,73 K, ΔT ~ µk Mai 2004 WMAP 411 γ / cm 3 nucl. Synth. 336 ν / cm 3 ~ Materieverteilung Jahre nach Big Bang?

4 Galaxy Large Scale Structure 2dF Galaxy Red Shift Survey (2dF GRS) Sloan Digital Sky Survey (SDSS) 2dF Galaxienfeld

5 LSS - Modellrechnungen aus M. Steinmetz, APP Meeting Zeuthen

6 Masseverteilung im Universum WMAP Powerspectrum of CMBR ν-masse?

7 Astro- Astroteilchenphysik

8 Neutrino-Oszillationen: ν k ν l ; k,l = e, µ, τ

9 ν-exp. RAL, 1989 Entwicklungshilfe für ISIS & KARMEN

10 Neutrino-Oszillationen: ν k ν l ; k,l = e, µ, τ ν aber aber keine keine absolute absolute Massenskala Massenskala

11 absolute Neutrino-Masse

12 Absolute ν e -Masse Cosmic Microwave Background Radiation Karlruhe Tritium Neutrino Experiment - KATRIN Galaxy Redshift Survey 70 m absolute ν e -Masse KATRIN m ν > 0,2 ev

13 Neutinoloser Doppelbeta-Zerfall a new 76 Ge 0νßß experiment Kandidaten z.b.: 76 Ge, 130 Te, 100 Mo LNGS- Hall A!? HD-M <m ee > = 0.44 ev (4.2σ) GERDA (Gran-Sasso)

14 Astroteilchenphysik

15 Dunkle Materie Evidenz aus Astronomie DM-Halo Axionen? WIMP Neutralinos? gravitational lensing Rotationskurve V(r) in Spiralgalaxien

16 Dunkle Materie - Experimenteller Nachweis Alle Experimente underground

17 DM ionization-phonon detectors z.b. EDELWEISS (Frejus Tunnel)

18 Astroteilchenphysik

19 Kosmische Strahlung Forschungszentrum Karlsruhe 1912 Viktor Hess Strahlung aus dem Kosmos 1938 Pierre Auger: Luftschauer (e, μ, γ, Π, ) Häufigkeit E -2,7 KASKADE AGASA HiRes Auger direkte Messungen KASCADE GRANDE KASCADE Pierre Auger

20 Kosmische Strahlung

21 Cosmic shower

22 Event: Stereo Hybrid Measurement lg(e/ev)~19.2 (θ,φ)=(63.7, 148.4) deg lg(e/ev)~19.3 (θ,φ)=(63.7, 148.3) deg lg(e/ev)~19.1 (θ,φ)=(63.3, 148.9) deg

23 Astroteilchenphysik

24 γ s: MeV TeV

25 TeV γ-astronomie MAGIC, La Palma H.E.S.S., Namibia

26 Beispiel: H.E.S.S. - Spektrum Supernova remnant G (RX J ) H.E.S.S. TeV γ-ray Kontur Rosat X-ray Hadronen cosmic ray Beschleunigung in SN- Schockwelle!?

27 Astroteilchenphysik

28 Neutrino-Astronomie 80 Strings 4800 PMTs Instrumented Volume: 1 km3 Installation:

29 Neutrino-Astronomie 460 m 70 m

30 Astroteilchenphysik Helmholtz Initiativen VIDMAN VIPAC VIHKOS

31 Abteilung 4 MinDir. Dr. Hermann Schunck Gamma- Astronomie Astroteilchenphysik Kosmische Strahlung Thank you & take care! Dunkle Materie Neutrinos

32