Das Projekt Neurus, entwickelt vom CONICET, der UBA und dem Instituto Antártico Argentino, zeigt, dass ein Kosmikstrahlendetektor zu einem Werkzeug zur Überwachung der Erdatmosphäre werden kann.
Installiert in der Base Antártica Conjunta Marambio, wurde dieses Gerät in den Laboren des Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE, CONICET-UBA) entworfen und in der Zeitschrift Earth and Space Science der American Geophysical Union (AGU) veröffentlicht.
Was sind kosmische Strahlen
Kosmische Strahlen sind subatomare Teilchen, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit reisen. Beim Aufprall auf die Erdatmosphäre erzeugen sie einen Schauer von Sekundärteilchen, die den Boden erreichen und von spezialisierten Detektoren registriert werden können.
In dieser Studie beobachteten die Wissenschaftler eine Korrelation zwischen den Niveaus kosmischer Strahlen und dem Luftdruck in 15 km Höhe, was die Entwicklung eines Modells zur Schätzung atmosphärischer Variablen von der Oberfläche aus ermöglichte. Dieser Ansatz eröffnet neue Möglichkeiten zur Überwachung der unteren antarktischen Stratosphäre, die für die globalen Klimaprozesse entscheidend ist.
Der Neurus-Detektor
Das Gerät nutzt das Phänomen der Cherenkov-Strahlung, das auftritt, wenn ein geladenes Teilchen ultrapures Wasser mit hoher Geschwindigkeit durchquert und einen bläulichen Lichtblitz erzeugt.
- Es besteht aus einem Wassertank mit einem hochsensiblen Photomultiplier.
- Es registriert Signale von nur wenigen Nanosekunden und erfasst den „Fingerabdruck“ jedes Teilchens.
- Derzeit misst es etwa 600.000 Teilchen pro Stunde, speichert Daten lokal in der Antarktis und überträgt nur verarbeitete Zusammenfassungen auf den Kontinent.
Antarktische Knotenpunkte und internationale Zusammenarbeit
Seit zwei Jahren verfügt Neurus über einen zweiten Knotenpunkt in der Base San Martín, was den Vergleich von Teilchenströmen an Punkten ermöglicht, die 700 km voneinander entfernt sind. Das Projekt ist Teil des internationalen Netzwerks LAGO (Latin American Giant Observatory), das Observatorien von Mexiko bis zur Antarktis verbindet und vom Observatorio Pierre Auger in Mendoza abstammt.
Die Installations- und Aktualisierungskampagnen umfassten Forscher wie Sergio Dasso, Noelia Santos, Techniker des IAFE und Spezialisten des Instituto Antártico Argentino.
Technologische Innovation
Das System integriert Spitzentechnologie:
- Zeitstempelung mit einer Auflösung von 10 Nanosekunden, synchronisiert durch GPS.
- Elektronik basierend auf FPGA für präzise Erfassung.
- Telemetrie, die Daten nahezu in Echtzeit an die Server des IAFE überträgt.
Diese Entwicklung ist bahnbrechend: Es gibt keine ähnlichen Observatorien auf antarktischem Boden. Die Ergebnisse festigen eine innovative Perspektive: kosmische Strahlen als präzise Umweltsensoren zu nutzen, um die globale Zirkulation und die Herausforderungen des Klimawandels besser zu verstehen.
Das Projekt Neurus spiegelt mehr als 15 Jahre institutionelle Arbeit wider und positioniert die argentinische Wissenschaft an der Wissensgrenze. Sein Beitrag ermöglicht nicht nur das Studium des Weltraums, sondern auch das Verständnis der atmosphärischen Dynamik der Antarktis, eines für die Zukunft des globalen Klimas entscheidenden Gebiets.
