Auf der Suche nach dem VersteckWo seid ihr, ihr Neutrinos, Knochen, Diamantenschätze?

Wissenschaftler fahnden an unglaublichen Orten nach neuen Erkenntnissen und verborgenen Geschichten. Aber wie genau machen sie das eigentlich?

Löcher am Südpol

Wie findet man die am schwersten zu findenden Elementarteilchen des Universums? Darauf haben Physiker eine überraschende Antwort: Man bohrt 86 Löcher ins Eis der Antarktis, jedes 2500 Meter tief. In diese Löcher versenkt man tausende lichtempfindliche Module. Und dann heißt es Warten.

Irgendwann kommt es in den Weiten des Kosmos zu einem heftigen Ereignis, zum Beispiel wenn ein alter Stern explodiert als Supernova explodiert. Dabei werden riesige Mengen der so schwer zu findenden Elementarteilchen ins All geschleudert, sogenannte Neutrinos. Diese Neutrinos reisen dann quer durch das Universum und reagieren höchst selten mit normaler Materie. Milliarden von ihnen schießen in dieser Sekunde ungehindert durch diese Zeitungsseite, durch unsere Körper, und dann weiter, durch den gesamten Erdball. Sie nehmen Materie kaum als Hindernis wahr. Sie tragen keine elektrische Ladung und haben fast keine Masse. Nur ganz selten prallt ein Neutrino doch auf ein Atom und löst eine Reaktion aus. Dabei kann es zu einem winzigen Lichtblitz kommen.

Diese Lichtblitze soll die gewaltige Detektoranlage im ewigen Eis der Antarktis aufspüren. Die Elementarteilchenjäger nutzen den massiven Eispanzer auf dem Südkontinent sozusagen als Prellbock für Neutrinos. Und da das Eis durchsichtig ist, können die optischen Module die Blitze auffangen, die ein Neutrino auslöst, wenn es eben doch auf ein Molekül des Eises trifft. Zu Gute kommt den Forschern dabei auch, dass die Eisschicht die übrige, für das Experiment störende Strahlung aus dem Weltraum abschirmt. Icecube, englisch für Eiswürfel, haben die Physiker ihre Anlage genannt, weil die insgesamt mehr als 5000 Blitzgeräte unter dem Eis so angeordnet sind, dass ein sechseckiges, rund einen Kubikkilometer großes Stück des antarktischen Eises unter Beobachtung steht. Mehr als eine Milliarde Tonne gefrorene H₂O-Moleküle.

Der Icecube-Detektor, von dem an der Oberfläche nur eine vergleichsweise kleine Station für die Wissenschaftler zu sehen ist, befindet sich in unmittelbarer Nachbarschaft der Scott-Amundsen-Forschungsstation, welche die USA dort betreiben. Die Löcher, in denen die lichtempfindlichen Sensoren versenkt wurden, haben die Physiker übrigens auf denkbar einfache Weise gebohrt: Mit heißem Wasser. Jedes der Löcher wurde sozusagen in das Eis geschmolzen. Von Patrick Illinger

Bild: Katharina Bitzl 1. April 2018, 10:502018-04-01 10:50:39 © SZ vom 31.03.2018