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Was soll erforscht werden ?



Eine der interessantesten physikalischen Fragen ist nach den Bestandteilen und der Herkunft der kosmischen Strahlung. Seit langem ist bekannt, dass wir nicht nur das Licht von Sonne und Sternen sehen, sondern dass wir auch einem permanenten Schauer von Elementarteilchen aus dem Kosmos ausgesetzt sind. Die Energie dieser Teilchen liegt in einem Intervall von 12 Grössenordnungen. Je höher die Energie ist, desto seltener werden die Ereignisse. Die untere Grenze ist die Energie, die ein Teilchen braucht, um das Magnetfeld der Erde zu überwinden.
Solche niederenergetischen Teilchen stammen aus der Sonne oder aus Supernova-Explosionen innerhalb unserer Galaxie. Es handelt sich dabei um Atomkerne verschiedener Massen. Je grösser das Objekt ist, das bei seiner Explosion die Teilchen beschleunigt, desto höher ist die Energie, die sie erreichen können. Weil kleinere Sterne haufiger sind als große, müssen niederenergetische Teilchen auch häufiger sein als hochenergetische.
Die beschleunigten geladenen Teilchen werden vom Magnetfeld unserer Galaxie eingefangen und für lange Zeit gespeichert. Der gespeicherte ``historische'' Fluss erreicht die Erde. Schon ab einer Energie von 10^5 GeV ist man nicht sicher, woher diese Teilchen stammen. Lange Zeit glaubte man, es gebe eine Höchstgrenze für die Energie der kosmischen Strahlung. Diese sei durch den Energieverlust der Teilchen auf ihrem Weg vom weit entfernten Entstehungsort zu uns bestimmt.

Hochenergetische Teilchen sollten auch dadurch seltener werden, dass sie dem Magnetfeld der Galaxie entkommen können und nicht mehr gespeichert werden. Die höchste Energie, bei der man Teilchen erwartet, liegt bei 3x10^9 GeV . Es gibt aber eine ganze Reihe von ,,unmöglichen'' Ereignissen mit viel höherer Energie. Diese Teilchen müssen ausserhalb unserer Galaxie beschleunigt worden sein. Sie sind aber sehr selten: Wir beobachten ein Ereignis einmal pro Quadratkilometer und Jahrhundert. Um die Frage nach dem Ursprung überhaupt angehen zu können, muss man in akzeptabler Zeit eine beträchtliche Zahl dieser Ereignisse nachweisen. Das geht nur über eine grosse Beobachtungsfläche: Wir denken an 5000 bis 15000 qkm.
In NRW umfasst das Dreieck mit den Eckpunkten Bonn - Duisburg - Dortmund eine Fläche von etwa 5000 qkm und zudem liegen mit Bonn, Köln, Düsseldorf, Duisburg, Essen, Bochum, Dortmund und Wuppertal viele Universitäten in diesem Dreieck. Siegen, Münster und Aachen sind mögliche Eckpunkte einer 15000 qkm grossen Fläche. Die Einbeziehung eines Teils der Niederlande ist ebenfalls denkbar.


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