Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Welt der Wissenschaft: Astroteilchenphysik

Mit dem Begriff »Astroteilchenphysik« werden jene interdisziplinären Forschungsfelder bezeichnet, auf denen Teilchenphysik, Kosmologie und Astrophysik zusammenwirken. Obwohl die Wortschöpfung kaum drei Jahrzehnte alt ist, und obwohl sie sich erst in den 1990er Jahren wirklich durchgesetzt hat, reichen die Wurzeln der Astroteilchenphysik fast ein Jahrhundert zurück. Gegenwärtig erlebt die Astroteilchenphysik eine rasante Entwicklung.
Im Jahr 1912 wies der österreichische Physiker Viktor Hess während mehrerer Ballonflüge einen Anstieg der ionisierenden Strahlung mit zunehmender Höhe nach. Nicht lange darauf wurde klar, dass es sich dabei um Teilchenstrahlung hoher Energie, im Wesentlichen um Protonen sowie um leichte und schwere Atomkerne handelt, die aus dem Kosmos auf die Erdatmosphäre treffen, dort in 15 bis 20 Kilometer Höhe auf Luftmoleküle stoßen und dabei Lawinen sekundärer Teilchen auslösen. Diese Sekundärstrahlung hatte Viktor Hess nachgewiesen – im Jahre 1936 erhielt er für seine Entdeckung den Nobelpreis. Die Erkenntnisse der Teilchenphysik speisten sich bis in die 1940er Jahre hinein zum größten Teil aus der kosmischen Strahlung (oder Höhenstrahlung, so der damals gebräuchlichere Begriff). Im Jahr 1932 wurde das erste Antiteilchen – das positive Elektron, kurz Positron – in der kosmischen Strahlung entdeckt, 1936 folgte ein schwerer Verwandter des Elektrons, das Myon, 1947 das Pion, erster Repräsentant der unübersehbaren Familie der so genannten Mesonen. Bis Anfang der 1950er Jahre blieb die kosmische Strahlung die Hauptquelle neu entdeckter Teilchen und lieferte die Grundlage des »Teilchenzoos«, zu dessen Erklärung knapp ein Jahrzehnt danach das Quarkmodell vorgeschlagen wurde. Erst in der Mitte der 1950er Jahre traten die Teilchenbeschleuniger ihren Siegeszug an. Die Untersuchung der Höhenstrahlung verlor damit als Quelle neuer Erkenntnisse in der Teilchenphysik Schritt für Schritt an Bedeutung...

Kennen Sie schon …

Spektrum der Wissenschaft – Vielfältige Quanten

Wir tauchen ein in die Welt der Quanten, die uns noch immer zahlreiche Rätsel aufgibt. Forscher entwickeln ständig neue Modelle und hinterfragen Grundlegendes, wie beispielsweise das Konzept der Zeit. Gleichzeitig macht die Entwicklung neuer Quantencomputer große Fortschritte und könnte unsere Verschlüsselungssysteme bedrohen. Experten arbeiten an neuen Methoden, um unsere Daten zu schützen. Erfahren Sie, wie diese Herausforderungen gemeistert werden und ob Kryptografen den Wettlauf gegen die Zeit gewinnen können.

Spektrum Kompakt – Rätsel der Teilchenphysik

Das Standardmodell sollte das Universum erklären, doch manche Fragen bleiben offen. Um Antworten zu erhalten, werden aufwändige Untersuchungen durchgeführt: zu der Masse von Neutrinos, dem Rätsel der Dunklen Materie und warum sich Materie über Antimaterie durchsetzte.

Sterne und Weltraum – Gravitationswellen – Wie ist der Status bei gemessenen Signalen?

Gravitationswellendetektoren messen seit April 2024 wieder Signale von Schwarzen Löchern – in unserer Titelgeschichte erfahren Sie mehr über die neuen Erkenntnisse zu diesen rätselhaften Objekten. Darüber hinaus zeigen wir Ihnen die Technik der JANUS-Kamera auf der europäischen Raumsonde JUICE, die im Juli 2031 Jupiter und seine Monde detailliert erkunden soll. Wir berichten über die erfolgreiche Probennahme von der Mondrückseite mit der chinesischen Sonde Chang’e 6 und zeigen neue Aufnahmen des Weltraumteleskopes Euclid.

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.