Wenn Physiker tagen

16. März 2008 von Leonard Burtscher in Promotion

Was für zwei Wochen: Vorletzte Woche war ich bei der Freiburger "Frühjahrstagung" der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) und gleich anschließend fand das erste Treffen der "Scilogger" statt, von dem z.B. Stephan Schleim in seinem Beitrag "Warum bloggen wir eigentlich?" einen lebhaften Eindruck gibt. Gleich darauf ging es nach Bad Münstereifel zum ersten Treffen meines IMPRS-Doktorandenjahrgangs. Kaum zurück standen einige Deadlines an : Letzte Woche habe ich einen Antrag für das "Fizeau Exchange Visitor Program" geschrieben. Mit diesem Programm möchte ich im Sommer für einen Monat Dr. Walter Jaffe in Leiden (Niederlande) besuchen. Er ist der Hauptentwickler der Software EWS (Expert Workstation), die wir für die Auswertung der interferometrischen VLTI-Daten verwenden. Während des Besuchs bei ihm möchte ich die Software besser verstehen, ein Dokumentationswiki aufbauen und die Software weiterentwickeln.

Als nächstes steht die ESO-Deadline für Beobachtungsanträge an: Noch genau bis zum 1. April, 12 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit hat man Zeit einen Antrag für eines der großen ESO-Teleskope einzureichen... Damit werde ich nächste Woche beschäftigt sein.

DPG-Frühjahrstagung

Nun aber zur Physiker-Tagung! An die 1000 Teilnehmer versammelten sich anlässlich der kleinsten von drei Jahrestagungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) vom 3.3. bis 7.3. in Freiburg im Breisgau und stellten etwa 900 Vorträge und Poster zur Diskussion. Die DPG organisiert drei Jahrestagungen an verschiedenen Orten und mit verschiedenen Themen, um die Größe einigermaßen überschaulich zu halten. Die dieses Jahr in Freiburg abgehaltene Tagung wird organisiert von den Fachverbänden Extraterrestrische Physik, Teilchenphysik sowie einigen kleineren Fachverbänden. Die zwei anderen Tagungen beschäftigen sich unter anderem mit Festkörperphysik und Molekülphysik und sind etwa drei mal bzw. doppelt so groß.

Aber auch eine Konferenz mit 1000 Teilnehmern will gut organisiert sein. Dazu gibt es ein "Verhandlungen" genanntes etwa 150 Seiten starkes Konferenzprogramm, in dem sämtiche Vorträge und Poster mitsamt ihrer Kurzbeschreibungen (Abstracts) aufgelistet sind. Neben kurzen Fachvorträgen, die auf maximal 20 Minuten festgelegt waren, gab es auch eingeladene Vorträge, etwa vom Nobelpreisträger James W. Cronin, der im Plenum über das von ihm 1992 vorgeschlagene und nun fast fertiggestellte Pierre-Auger-Observatorium berichtete. Mit etwa 1600 technisch sehr einfachen und günstigen Wassertanks (Cherenkov-Detektoren), die auf 3000 Quadratkilometer in der argentinischen Pampa aufgestellt werden, soll die "kosmische Höhenstrahlung" untersucht werden. Diese Strahlung besteht aus Elementarteilchen, die in Supernovaüberresten und in Aktiven Galaxien (und noch einer ganzen Reihe weiteren Quellen, die man noch gar nicht alle kennt) auf enorme Energie beschleunigt werden und nach vielen Jahren Flug in der Erdatmosphäre in prächtigen, wenn auch nur Bruchteile einer Sekunde langen, Schauern gestoppt werden. Jim Cronin: Die Energie eines der höchstenergetischen Teilchen (mit 10^20 Elektronenvolt Energie) entspricht der kinetischen Energie des zweiten Aufschlags von Steffi Graf -- aber Steffi Graf spielte etwa 60g schwere Tennisbälle mit 6,5 cm Durchmesser, während die gleiche Energie im Falle von kosmischer Strahlung in einem Millionstel Nanometer großen und gerade mal etwa 0,000 000 000 000 000 000 000 001 Gramm "schweren" Proton stecken kann. Bei der Tagung erfuhr man unter anderem den aktuellen Stand dieses Experiments: Das Observatorium ist fast fertig, das heißt die meisten der 1600 Detektoren sind installiert, aber ein paar Flächen müssen noch gefüllt werden. Eine davon ist besonders heikel: Die gehört nämlich einem Großgrundbesitzer, der sein Grundstück nicht durch die eigentlich eher unscheinbaren und 1,5 km auseinander stehenden Wassertanks verschandelt sehen möchte... Jim Cronin war aber zuversichtlich, dass sich dieser Herr überzeugen lasse, und versprach "we'll make [the detectors] look beautiful for him". Die Kosten für dieses Projekt liegen übrigens bei lediglich 50 Millionen Euro -- für ein (astro)teilchenphysikalisches Experiment sozusagen ein Schnäppchen-Preis!

In weiteren Plenar- und Übersichtsvorträgen wurde etwa von Wolfgang Frings vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) das Raumfahrtprogramm der Europäischen Weltraumagentur ESA vorgestellt. Das als "Cosmic Vision" bezeichnete Programm hat so genannte "candidate missions" für die Jahre 2015 bis 2025 ausgewählt. Man kann die lange Zeit, die große Raumfahrtmissionen zur Planung und Durchführung notwendigerweise in Anspruch nehmen, kaum abwarten, wenn man hört, was für spannende Beobachtungen geplant sind! Kleinere (bis zu 300 Millionen Euro teure) Missionen sind etwa eine Asteroiden-Probenrückführungsmission (MARCO-POLO) oder ein Satellit für Asteroseismologie und Exoplanten-Suche (PLATO). Unter Asteroseismologie versteht man dabei das Vermessen der Schwingungen von Sternen, um Rückschlüsse auf deren innere Struktur zu ziehen. Eine größere (bis 650 Millionen Euro teure) unter den im Rahmen der "Cosmic Vision" vorgestellten Missionen ist beispielsweise der Röntgensatellit XEUS, über den im Folgenden Günther Hasinger, Direktor am Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE) in Garching, berichtete. Man muss dazu wissen, dass das MPE eine langjährige Tradition für exzellente Röntgensatellitenmissionen besitzt. So wurde unter Führung dieses Instituts in den 1990er Jahren mit ROSAT der damals leistungfähigste Röntgensatellit in den Orbit gebracht. XEUS soll mit dramatisch gesteigerter Auflösung und Sensitivität unter anderem das frühe Röntgenuniversum untersuchen und so die ersten supermassiven schwarzen Löcher im Entstehen finden. Im "Lokalen Universum" soll mit XEUS das Verschlucken von Masse durch ein schwarzes Loch "gefilmt" werden.

Neben Vorträgen zu Raumfahrt und Teilchenphysik gab es auch ganz klassisch-astronomische Vorträge, etwa von Rainer Volkmer vom Freiburger Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik, der über ein neues Sonnenteleskop, GREGOR, mit 1,5 Meter Spiegeldurchmesser sprach. Ein etwa 2 Quadratmeter großes Sonnenteleskop fängt ca. 2 Kilowatt Strahlung auf, von denen etwa 10%, also 200 Watt, im Hauptspiegel absorbiert werden und durch ausgeklügelte Kühltechniken abgeführt werden müssen. 200 Watt ist zwar auch die durchschnittliche Leistung eines PC-Netzteils, aber im Gegensatz zum PC muss bei einem (Sonnen-)Teleskop die Temperatur über den ganzen Spiegel konstant sein und darf vor allem nicht mehr als 1 Grad unterschiedlich zur Umgebung sein, damit die Beobachtungen nicht durch Seeing gestört werden. Daher wird der Spiegel aus "CeSiC" hergestellt, einer speziellen Variante von Silizium-Carbonat, das eine besonders dünne und sehr gut wärmeleitende Konstruktion ermöglicht. Gar nicht selbstverständlich ist außerdem, dass dieses Sonnenteleskop auch nachts benutzt werden kann...

Ein weiteres faszinierendes Projekt ist CoRoT, der "Convetion, Rotation and planetary Transits"-Satellit. Der Ende 2006 gestartete Satellit sollte ursprünglich nur für Asteroseismologie (siehe oben) eingesetzt werden, bis man erkannte, dass sich mit demselben Satelliten auch sehr gut nach der Transitmethode Planeten finden lassen. Dabei wird die kleine Helligkeitsschwankung gemessen, die auftritt, wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht. Bei unserem Sonnensystem würde ein Transit von Jupiter vor der Sonne z.B. für einen Helligkeitsabfall von etwa 1% sorgen, der Vorbeigang der Erde würde einen Helligkeitsabfall von einem Hundertstel Prozent produzieren. Besonders faszinierend fand ich bei diesem Vortrag von Heike Rauer vom DLR, dass CoRoT sogar den so genannten Rossiter-Effekt messen können soll: Wenn sich der Stern beispielsweise so dreht, dass er sich von uns gesehen an der linken Seite zu uns hin bewegt und an der rechten von uns weg, dann führt das zu einer minimalen Blau- bzw. Rotverschiebung des Lichts an den jeweiligen Seiten. Wenn nun ein Exoplanet vor dem Stern vorüberzieht und zunächst den linken, in diesem Beispiel blaueren, Teil des Sternlichts teilweise abschirmt, wird das Licht des Sterns leicht rötlicher -- wenige Stunden später, wenn der Planet den roten Teil abdeckt, wird das Sternlicht etwas bläulicher. Dieser Effekt ist zwar winzig, aber mit CoRoT messbar.

Ich hoffe mit diesen Beispielen einen kleinen Einblick in die Tagung gegeben zu haben. Natürlich gab es noch viele weitere interessante Vorträge: über Gravitationswellen, das Neutrino-"Teleskop" IceCube, über die Suche nach Dunkler Materie und Gravitationstheorie mit zusätzlichen Dimensionen, um nur ein paar zu nennen. Insgesamt hat man auf der Tagung einen guten Überblick über den Stand zahlreicher Experimente bekommen und hat viel über Fortschritte in theoretischen Erklärungen gelernt. Die Diskussionen nach Vorträgen oder in den Pausen rundeten die Tagung zu einer gelungenen Veranstaltung ab.

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