Pierre Auger Observatorium

Faciliteiten en onderzoek

Nikhef is via de onderzoeksgroep aan de Radboud Universiteit in Nijmegen nauw betrokken bij het Pierre Auger Observatorium voor kosmische straling in de afgelegen pampa van Argentinië. Daar staan verspreid over een oppervlak van 3000 vierkante kilometer circa 1600 waterbassins met sensoren die inslaande deeltjes registreren. Radioantennes op deze tanks nemen de elektromagnetische signalen van de deeltjeslawines in de atmosfeer waar. Langs de randen van het gebied nemen 25 telescopen ultraviolet licht van de deeltjeslawines aan de donkere nachthemel waar.

Ultrahoog-energetische deeltjes

In het heelal komen bij veel heftige astrofysische processen deeltjes vrij die vaak met enorme energie ook de aarde bereiken. Bij deze inslagen in de atmosfeer ontstaan lawines van geladen deeltjes die kosmische stralen worden genoemd. Als deze deeltjeslawines het aardoppervlak bereiken zijn ze waar te nemen met detectoren. Uit de signalen is de energie van inslaande deeltjes af te leiden, en de richting van de bron aan de nachthemel.

Van laag-energetische deeltjes is bekend dat ze als een gas door onze Melkweg zwerven, en dat hun oorsprong vaak ligt bij uitgebrande sterren na een supernova-explosie. Bovendien zijn ze erg talrijk. De ultrahoog-energetische deeltjes waar het onderzoek met Auger zich op richt, zijn veel zeldzamer. Ze hebben een energie van meer dan 100 miljoen keer de hoogste energie die we op aarde in deeltjesversnellers kunnen genereren, en bieden daarmee mogelijk zicht op nieuwe natuurkunde.

Door heel nauwkeurig de eigenschappen van de deeltjeslawine te meten, bepalen de onderzoekers waar de kosmische straling vandaan komt en welke energie deze heeft. Ook proberen ze te achterhalen wat de massa van de oorspronkelijke kosmische straling is: is het zo licht als waterstof, zo zwaar als ijzer, of iets ertussenin? Nieuwe scintillator- en radiodetectielagen hebben bij deze studies een belangrijke rol.

Door de aankomstrichtingen van de hoogenergetische straling te vergelijken met de posities van bekende objecten aan de hemel (zwarte gaten, sterrenstelsels, supernova’s) proberen onderzoekers erachter te komen waar deze kosmische straling nu eigenlijk vandaan komt.
 

Samenwerkingsverband

In het Pierre Auger Observatorium werken onderzoekers uit 17 landen samen, waaronder ook Nederland. De Nederlandse inbreng wordt geleid vanuit Nikhef-partner Radboud Universiteit in Nijmegen. Nikhef-wetenschappers hebben samen met internationale collega’s voor het observatorium antennes ontwikkeld voor de bestudering van radiosignalen die ontstaan door de wisselwerking van een deeltjeslawine met het aardmagneetveld en de atmosfeer. Ook heeft Nikhef een grote bijdrage geleverd bij zowel het ontwerp als de productie en plaatsing van de nieuwe dunne scintillator-detectielaag voor Auger. Daarnaast heeft Nikhef een leidende rol bij het interpreteren van de gegevens die hieruit voortkomen.

Meer informatie

Meer weten over het Pierre Auger Observatorium, het onderzoek en de faciliteiten op locatie? Bekijk dan de Pierre Auger-website. Meer informatie over instituut Nikhef vind je op de website van Nikhef.