Experimentelle Astroteilchenphysik — Forschung
Wir untersuchen das Universum bei hohen Energien in Gamma-Strahlen. Um diese Gammastrahlen zu messen, sind wir an dem aktuell sensitivsten System abbildender atmosphärischer Cherenkov-Teleskope beteiligt, dem High Energy Stereoscopic System H.E.S.S., und dem Instrument der nächsten Generation, dem Cherenkov Telescope Array Observatory CTAO.
Gammaastronomie
In der Gammaastronomie beobachten wir das hochenergetische Ende des elektromagnetischen Spektrums und damit die gewaltätigsten Prozesse des Universums. Auch wenn uns dieses Beobachtungsfenster erst seit einigen Jahrzehnten offen steht, so steht uns heute Gamma-Daten zur Verfügung, die tiefe Studien der Milchstraße und des extragalaktischen Himmels ermöglichen. Unsere Gruppe in Potsdam ist in der Analyse und Modellierung von Gamma-Quellen und diffuser Emission aktiv.
Auf galaktischen Skalen liegt unser Hauptfokus auf den globalen Eigenschaften der Milchstraße: wir studieren die Populationen von Gamma-Quellen und führen Simulationen der Gamma-Quellen in der Milchstraße aus. Neben den Gamma-Quellen ist diffuse Emission die zweite Komponente der galaktischen Gamma-Emission. In Potsdam messen wir die großskalige diffuse Emission und untersuchen das Zusammenspiel zwischen diffuser Emission und den Quellpopulationen.
Auf extragalaktischen Skalen suchen wir nach transienten Phänomenen wie Gamma-Ray-Bursts, die erst kürzlich zum ersten Mal bodengebunden von den MAGIC und H.E.S.S. Teleskopen detektiert wurden, und wir sind aktiv in die Suche nach elektromagnetischen Pendants von Gravitationswellenereignissen involviert.
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Der CTAO Transients Handler
Die Universität Potsdam hat die Verantwortung für die Entwicklung des Transients Handlers für das Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO). CTAO besteht aus zwei Arrays, einem in der nördlichen Hemisphäre auf La Palma und einem auf der südlichen Hemisphäre in Chile, mit rund 100 Teleskopen in drei verschiedenen Größen. CTA wird über bessere Auflösung, höhere Sensitivität, einen viel größeren Energiebereich und eine Sammelfläche von vielen Quadratkilometern auf den höchsten Energien verfügen. Transiente Phänomene stellen eine Schlüsselrolle im wissenschaftlichen Programm von CTAO dar, und der Transients Handler ist das Herz dieser Bemühungen. Die Rolle des Transients Handlers ist es, CTAO mit Einrichtungen überall auf der Welt zu vernetzen. Über Broker werden Alarme zu transienten Phänomenen von Satelliten wie SWIFT oder Fermi, von Observatorien wie dem Vera C. Rubin Observatorium oder von Gravitationswellen- oder Neutrino-Experimenten empfangen, prozessiert und gefiltert, und Nachbeobachtungen mit CTAO initiiert.
Mehr Informationen über das Cherenkov Telescope Array ist hier zu finden. Informationen zu Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten finden Sie hier.
Moderne Werkzeuge der Datenanalyse
Bodengebundene Gammaastronomie basiert auf komplexen Datenanalyse-Prozeduren. Unsere Passion ist es, die Grenzen des Machbaren in der Analyse zu verschieben: die Analyse von Regionen, die deutlich ausgedehnter sind als das Gesichtsfeld der Teleskope, die Extraktion von Information aus stark verzerrten Datensamplen, Detektionen am Limit der Sensitivität.
Um diese Ziele zu erreichen, arbeiten wir an der Entwicklung neuer Techniken für die Analyse von Gamma-Daten bei den diversen Analyse-Schritten, angefangen bei der Photon-Rekonstruktion basierend auf Luftschauer-Bildern bis hin zur High-Level Aufbereitung von Katalog-Daten. Neben klassischen Ansätzen nutzen wir dafür vermehrt auch moderne Technologien wie Deep Learning, um den Informationsgehalt, der sich aus den Daten extrahieren läßt, zu maximieren.
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