Quelltext der Seite Antares (Neutrinoteleskop)

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Das '''ANTARES-[[Neutrinoteleskop]]''' ist ein unterseeisches Großinstrument zur [[Teilchendetektor|Detektion]] von [[Neutrino]]s kosmischer Herkunft. Es befindet sich im Mittelmeer in etwa 2500 m Tiefe, 30&nbsp;km vor der Küste von [[Toulon]] (Südfrankreich). Ersteller und Betreiber ist ein Konsortium von Instituten, Universitäten und Forschungseinrichtungen aus [[Frankreich]], [[Deutschland]], [[Italien]], [[Russland]] und [[Spanien]]. Die beteiligten Forschungsbereiche sind [[Astrophysik]] und [[Astronomie]], [[Geophysik]] sowie [[Ozeanographie]]. Antares, auch der Name eines Sterns, steht hier als [[Akronym]] für '''A'''stronomy with a '''N'''eutrino '''T'''elescope and '''A'''byss environmental '''RES'''earch. Das Neutrinoteleskop ist seit 2008 vollständig in Betrieb.

== Aufbau und Funktionsweise == <!-- Artikel: "Neutrinodetektor" nachführen -->
[[Datei:Antares Neutrinoteleskop.jpg|miniatur|210px|Gesamtaufbau]] [[Datei:Antar318.jpeg|miniatur|210px|Tscherenkow-Detektoreinheit mit drei Elementen]]
{{Siehe auch|Tscherenkow-Strahlung|Neutrinodetektor}}
Neutrinos sind elektrisch neutral, praktisch masselos und reagieren mit Materie nur durch [[Schwache Wechselwirkung]]. Deshalb ist ihr Nachweis schwierig. Im Antares-Experiment werden sie über die [[Tscherenkow-Strahlung]] nachgewiesen, die die geladenen Reaktionsprodukte der Neutrinos im Wasser erzeugen, ähnlich wie im [[IceCube]]-Detektor. Um genügend viele Teilchensignale für [[Statistische Signifikanz|statistisch signifikante]] Aussagen zu ergeben, muss das Detektorvolumen groß sein, und es müssen jahrelang Daten gesammelt werden. Der Antares-Detektor bedeckt auf dem Meeresgrund eine Fläche von 10 Hektar (ein Volumen von rund 1 Kubikkilometer). Die optischen Moduln sind an 450 m langen Strings am Meeresboden verankert, der dort südlich der Insel [[Porquerolles]] rund 2400 m tief ist. Die Kabel kommen in [[La Seyne-sur-Mer]] an der Küste an und werden dort im Institut Michel Pacha ausgewertet.

Das Interesse gilt denjenigen Neutrinos, welche durch die Erde hindurch aus der südlichen Himmelssphäre kommen. Das Reaktionsprodukt aus einem Neutrinostoß – meist ein [[Myon]] – setzt aus [[Kinematik (Teilchenprozesse)|kinematischen]] Gründen den Weg des Neutrinos praktisch geradlinig fort. Die Anordnung aus 960 Detektorelementen, die in zwölf senkrechten Ketten (''„strings“'') angeordnet sind (siehe Bild), kann über die Eintreffzeitpunkte des Lichtes die Bewegungsrichtung des geladenen Teilchens und damit des Neutrinos ermitteln.<ref>J. A. Aguilar, I. Al Samarai, A. Albert, M. André: A fast algorithm for muon track reconstruction and its application to the ANTARES neutrino telescope. ''Astroparticle'', 2011, [http://arxiv.org/pdf/1105.4116.pdf Vorabdruck als pdf]</ref> Die Bezeichnung als Neutrino-[[Teilchendetektor#Detektorteleskop|''Teleskop'']] weist auf diese Richtungsempfindlichkeit hin. ANTARES ist empfindlich auf Neutrinos mit Energien oberhalb 10 [[Elektronenvolt|GeV]].

Der genutzte optische Spektralbereich, [[Elektromagnetisches Spektrum|Wellenlängen]] um 400 bis 500&nbsp;nm, ist nicht der Bereich des Maximums der Tscherenkow-Strahlung. Jedoch sind hier die verwendeten [[Photomultiplier]] am empfindlichsten und auch die Lichtdurchlässigkeit des Wassers am höchsten.
[[Datei:InstitutMichelPacha.JPG|mini|Institut Michel Pacha]]

== Geschichte == 
Nach einer Machbarkeitsstudie, deren Abschlussbericht 1999 vorlag, wurde Ende 1999 eine erste Detektorkette als Prototyp im Meer ausgebracht. Ihre Messergebnisse stimmten mit den Erwartungen gut überein. Ende 2002 war das 40&nbsp;km lange Kabel mit der Stromversorgung und [[Lichtleiter]]n für die Datenübertragung verlegt und konnte angeschlossen werden. Nach weiteren Prototyp-Versuchen wurden ab 2006 die endgültigen Detektorketten installiert und die ersten Daten gespeichert. Bis dahin waren auch Geräte für andere Forschungsgebiete mit aufgebaut worden; so war mit einem zum ANTARES-Projekt gehörenden [[Seismograph|Seismometer]] im August 2005 ein Erdbeben in Japan registriert worden. Im Februar 2007 konnte erstmals die Richtung eines detektierten Neutrinos aus den empfangenen Signalen errechnet werden. Es handelte sich in diesem Fall vermutlich um ein atmosphärisches Neutrino aus der südlichen [[Erdhalbkugel#Gliederung nach Hemisphären|Erdhemisphäre]].<ref>[http://antares.in2p3.fr/News/index.html siehe February 21st, 2007, First Neutrinos detected]</ref> 2008 konnten die letzten zwei Strings installiert und angeschlossen werden.

2012 wurden Ergebnisse von ANTARES zur [[Neutrinooszillation]] atmosphärischer Neutrinos veröffentlicht.<ref>S. Adrián-Martínez, I. Al Samarai, A. Albert, M. André: Measurement of atmospheric neutrino oscillations with the ANTARES neutrino telescope. ''Physics Letters B'', 2012, [http://arxiv.org/pdf/1206.0645.pdf Vorabdruck als pdf]</ref> 2013 wurde über Ergebnisse einer Suche nach der [[Paarvernichtung]] von [[WIMP]]s in der Sonne berichtet.<ref>S. Adrián-Martínez, I. Al Samarai, A. Albert et al.: First Results on Dark Matter Annihilation in the Sun using the ANTARES Neutrino Telescope (2013), [http://arxiv.org/pdf/1302.6516.pdf  Vorabdruck als pdf]</ref>

Antares wird auch für die Meeresforschung eingesetzt (zum Beispiel Lokalisierung und akustische Beobachtung von Walen, Biolumineszenz).

Als Nachfolger ist das noch größere Neutrinoteleskop [[KM3NeT]] geplant, das 100 km südöstlich der Südspitze Siziliens ([[Portopalo di Capo Passero]]) in einem Meeresgebiet mit rund 3500 m Tiefe installiert wird.<ref>[http://www.km3net.org/ Km3net]</ref> Es ist für die Entdeckung hochenergetischer kosmischer Neutrinos gedacht, daneben sind zwei weitere Tiefseestandorte vor Toulon und Pylos geplant. 2014 wurde schon ein Probe-String installiert. Die Installation des Gesamtteleskops östlich Sizilien soll in zwei Blocks erfolgen, jeder mit 115 Strings mit je 18 optischen Modulen.<ref>[http://physicsworld.com/cws/article/news/2016/jun/27/km3net-neutrino-sea-scope-takes-shape KM3NeT neutrino sea-scope takes shape], Physics World, 27. Juni 2016</ref> Das Teleskop soll das Gegenstück auf der Nordhalbkugel zu IceCube am Südpol werden.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Literatur ==
* E. Migneco, et al.:''Underwater neutrino telescopes: Detectors for astro-particle physics and a gateway for deep-sea laboratories.'', S. 23–79 in: Paolo Favali, et al.:''Seafloor observatories - a new vision of the earth from the abyss.'' Springer, Heidelberg 2015, ISBN 978-3-642-11373-4.

== Weblinks ==
*[http://antares.in2p3.fr Homepage Antares]

[[Kategorie:Neutrino-Experiment]]
[[Kategorie:Bodengebundenes Observatorium]]
[[Kategorie:Mittelmeer]]
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