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 die Planung des Instruments der nächsten Generation, dem Cherenkov Telescope Array CTA.

Bild: H.E.S.S. Kollaboration
Der Supernova-Überrest RX J1713.7-3946

Gammaastronomie mit H.E.S.S. 

Die H.E.S.S. Daten erlauben uns, die großen Fragen der kosmischen Strahlung zu untersuchen: Was sind ihre Quellen und wie propagiert sie? In fast 2 Jahrzehnten von H.E.S.S. Beobachtungen haben wir eine Vielzahl von galaktischen und extragalaktischen Gammastrahlenquellen gefunden (Pulsarwind-Nebel, Supernova-Überreste, Binärsysteme, Blazare, um nur einige zu nennen) und auch diffuse Gammastrahlung in der Milchstraße detektiert. Unsere Gruppe in Potsdam ist im Bereich der Analyse und Modellierung von Gammastrahlenquellen und diffusen Emissionen aktiv. Der niedrige Energieschwelle und große Empfindlichkeit des H.E.S.S. II-Teleskops ermöglicht die Untersuchung von Phänomenen auf kleinen Zeitskalen. Deshalb suchen wir auch nach transienten Phänomenen wie beispielsweise Gamma-Ray Bursts, die erst kürzlich auf der Grundlage der MAGIC und H.E.S.S. Telescope beobachtet wurden, und wir sind aktiv in der Suche nach elektromagnetischen Pendants von Gravitationswellenereignissen involviert.

Mehr Informationen zu H.E.S.S. finden Sie hier. Informationen zu Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten finden Sie hier.

Bild: H.E.S.S. Kollaboration
Der Supernova-Überrest RX J1713.7-3946
Bild: Arnim Balzer
Ein Gamma in den H.E.S.S.-Kameras

Entwicklungen für H.E.S.S.

Die H.E.S.S. Kollaboration arbeitet ständig an der Verbesserung und Erweiterung der Funktionalität des Experimentes. In Potsdam haben wir das H.E.S.S. automatisierte Alarmsystem für transiente Nachfolgebeobachtungen und Software-Entwicklung und Verifikation für die Photonenrekonstruktion entwickelt. Das System verbindet H.E.S.S. mit vielen Experimenten weltweit. Es erlaubt automatisierte Reaktionen auf Signale und ein Umlenken der Instrumente innerhalb von Sekunden.                                Wir befassen uns auch mit der Entwicklung fortschrittlicher Photonenrekonstruktionen unter Verwendung von Deep-Learning-Techniken.

Hardware-Entwicklungen werden in unserer Partnergruppe am DESY Zeuthen durchgeführt. Dort wird zur Zeit das Upgrade der vier H.E.S.S. I-Kameras durchgeführt.

Informationen zu Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten finden Sie hier.

Bild: Arnim Balzer
Ein Gamma in den H.E.S.S.-Kameras
das Cherenkov Telescope Array
Bild: G. Perez, SMM, IAC
Das Cherenkov Telescope Array

Auf dem Weg zum Instrument der nächsten Generation — CTA

Das Instrument der nächsten Generation mit dramatisch verbesserter Leistung befindet sich bereits in der Vorbereitung. Das Cherenkov Telescope Array (CTA) besteht aus zwei Arrays, einem in jeder Hemisphäre, mit rund 100 Teleskopen in drei verschiedenen Größen. CTA wird über viel bessere Auflösung, höhere Sensitivität, einen viel größeren Energiebereich und eine Sammelfläche von vielen Quadratkilometern auf den höchsten Energien verfügen. Unsere Gruppe in Potsdam implementiert das Alarmsystem für CTA, welches CTA erlauben wird eine Vielzahl von verschiedenen Triggern von verschiedenen Wellenlängen und Boten zu verfolgen, z.B. Gamma Ray Bursts, das Verbrennen von aktiven galaktische Atomkernen, oder die Quellen von astrophysikalischen Neutrinos oder Gravitationswellen.

Mehr Informationen über das Cherenkov Telescope Array ist hier zu finden. Informationen zu Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten finden Sie hier.

das Cherenkov Telescope Array
Bild: G. Perez, SMM, IAC
Das Cherenkov Telescope Array
Foto: Stefan Klepser
Die H.E.S.S. Kollaboration während ihres Frühjahrsmeetings 2014 in Potsdam