Das AMS Experiment

Präzisionsmessungen zur kosmischen Höhenstrahlung im Weltraum

Das AMS-02 Experiment soll ab dem Jahre 2004 für einen Zeitraum von 3 Jahren auf der Internationalen Raumstation ( ISS ) die Zusammensetzung der kosmischen Höhenstrahlung mit bisher unerreichter Präzision vermessen. Von besonderem wissenschaftlichen Interesse ist dabei die Suche nach Anti-Materie, wie sie im Rahmen von kosmologischen Modellen als Relikt aus dem Urknall erwartet wird. Des weiteren gehört zu den großen offenen Fragen der modernen Physik die Natur der dunklen Materie, die, nach gegenwärtigem Verständnis, etwa 90% der gesamten Materie im Universum ausmacht. Auch bei dieser Fragestellung werden neue Erkenntnisse von AMS erwartet, die uns wichtige Aufschlüsse über die Entstehung und die Entwicklung des Universums geben sollen.

AMS wird von einer internationalen Kollaboration aus 41 Forschungsinstituten aus 13 Ländern in enger Zusammenarbeit mit der NASA gebaut. In Deutschland ist das I. Physikalische Institut der RWTH Aachen federführend an dem Experiment beteiligt. Die Forschungsarbeiten werden von der DLR gefördert.

Ein Prototyp von AMS (AMS-01) ist während eines zehntägigen Fluges mit der Raumfähre Discovery 1998 erfolgreich getestet worden. Schon bei diesem kurzem Flug konnten die Spuren von über 100 Millionen geladenen Teilchen der kosmischen Höhenstrahlung vermessen werden. Die unerwartet reiche Ausbeute an erstklassigen wissenschaftlichen Ergebnissen ( AMS-01 Publikationen ) hat die bisherigen Messungen über die Zusammensetzung der kosmischen Höhenstrahlung deutlich verbessert. Hinweise auf Anti-Materie wurden nicht gefunden, die bisherigen experimentellen Grenzen konnten aber deutlich verbessert werden.

Dieser Flug mit dem Space Shuttle Discovery hat auf beeindruckende Weise erstmals gezeigt, dass es möglich ist, moderne Detektoren der Teilchenphysik erfolgreich im Weltraum zu betreiben. Die besondere Herausforderung ist es, Präzionsmessgeräte so zu bauen, dass sie den mechanischen Belastungen bei Start und Landung standhalten. Desweitern müssen alle Komponenten gewichtsoptimiert werden, die Stromaufnahme der Detektoren muss minimiert werden und die erzeugten grossen Datenmengen müssen intelligent komprimiert werden, um sie zur Erde übertragen zu können. Die besondernen äußeren Bedingungen im Weltraum (Vakuum und Temperaturschwankungen von über 150 Grad Celsius) stellen extreme Anforderungen an die verwendeten Materialien und deren Zuverlässigkeit.

Die Ausbildung junger Physikerinnen und Physiker (Diplom - und Doktorarbeiten) in diesem anspruchsvollen internationalen Umfeld eröffnet attraktive Perspektiven für die berufliche Zukunft sowohl in der Forschung als auch in der Industrie.

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