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Cherenkow-Strahlung

Im Laufe der vergangenen vier Jahrhunderte haben Astronomen ihre Observatorien in immer größere Höhen gebracht - von Bergspitzen bis zu Weltraumteleskopen. In den vergangenen zwei Jahrzehnten begann man Detektoren auch unter der Erdoberfläche zu installieren. Sie liefern uns Informationen über einen speziellen Typ von Strahlung beziehungsweise über Teilchen, die man oberhalb des Bodens nicht so leicht erforschen kann.

Von Damond Benningfield |
    Ein Beispiel dafür ist die Cherenkow-Strahlung. Sie entsteht wenn kosmische Strahlung - das sind Protonen, Elektronen oder Heliumkerne mit sehr hoher Bewegungsenergie - von fernen Sternen oder Galaxien die Atmosphäre oder das Wasser der Meere unserer Erde durchdringt. In Luft oder Wasser bewegt sich Licht langsamer als im Vakuum des Weltalls. Demnach können sich die Teilchen der kosmischen Strahlung in diesen Medien schneller als das Licht ausbreiten. Tritt das ein, entsteht eine optische Schockwelle - ähnlich wie bei einem Flugzeug, das die Schallmauer durchbricht. Die Schockwelle zeigt sich als ein Blitz aus blauem Licht - die Cherenkow-Strahlung. Indem man diese Blitze registriert, kann man Informationen über die kosmische Strahlung und über ihren Ursprung gewinnen.

    Astronomen haben an mehreren ungewöhnlichen Orten Cherenkow-Detektoren aufgebaut. Einer der größten befindet sich tief in einer japanischen Mine. Ein Becken in der Mine ist mit extrem reinem Wasser gefüllt und von Lichtdetektoren umgeben. Durchdringt ein kosmisches Strahlungsteilchen mit einer größeren Geschwindigkeit als die Lichtgeschwindigkeit im Wasser das Becken, so sendet es einen blauen Blitz aus - ein Blitz, der in einem unterirdischen Observatorium registriert wird.