Astroparticle European Research Area

Das Astroparticle European Research Area (ASPERA) ist ein von der Europäischen Kommission gefördertes Forschungsnetzwerk, das Wissenschaftler und staatliche Institutionen aus europäischen Ländern vereint, die im Bereich der Astroteilchenphysik tätig sind bzw. diesen Bereich finanziell fördern. Ziel des Netzwerks ist, die nationalen Anstrengungen der Mitgliedsländer zu bündeln und so europaweit koordiniert die Astroteilchenphysik voranzubringen. ASPERA wird im Rahmen des sechsten Forschungsrahmenprogramms der Europäischen Union mit insgesamt 2,5 Millionen Euro im Zeitraum von 2006 bis 2009 gefördert.

Der Begriff ASPERA wurde in Anlehnung an das lateinische Sprichwort per aspera ad astra gewählt, was wörtlich durch das Raue zu den Sternen heißt, sinngemäß also ohne Fleiß kein Preis.

Ziele

Zu den Zielen des Forschungsnetzwerk ASPERA gehören u.a.:

• Entwicklung einer wissenschaftlichen Strategie (Scientific Roadmap), um wissenschaftliche Ziele zu formulieren und die zu deren Erlangung notwendigen Großprojekte in Europa entwickeln und bauen zu können
• Länderübergreifende, nach Möglichkeit gesamteuropäische Zusammenarbeit bei den Großprojekten der nächsten Generation
• Schaffung eines gemeinsamen Informationssystems, um die in den einzelnen Ländern sehr unterschiedlichen Abläufe zur Bewertung und Finanzierung von Forschungsprojekten zu vergleichen. So lassen sich formale und rechtliche Hürden erkennen, die eine gezielte Zusammenarbeit in Europa erschweren.
• Entwicklung eines Modells zur Zusammenarbeit der nationalen Agenturen, um gemeinsam länderübergreifende Programme zu finanzieren
• Erweiterung des bestehenden Netzwerks um alle im Bereich der Astroteilchenphysik tätigen Einrichtungen in Europa

Zeitplan

ASPERA hat Mitte 2006 begonnen und läuft drei Jahre. Bis Juli 2008 soll die wissenschaftliche Strategie (Roadmap) formuliert sein, die klare Prioritäten in den einzelnen Bereichen der Astroteilchenphysik benennt.

Bis Januar 2009 will man einen gemeinsamen Aktionsplan vorlegen, wie neue Forschungsinfrastruktur (z.B. große Detektoren und Teleskope) im Bereich der Astroteilchenphysik finanziert werden soll. Bis Juli 2009 sollen die nationalen Förderprogramme entsprechend koordiniert und an den Aktionsplan angeglichen werden. Dann läuft ASPERA aus und die als technisch und finanziell machbar erkannten Programme starten.

Aktivitäten

Zu Beginn von ASPERA verschaffen sich die beteiligten Wissenschaftler und Agenturen einen Überblick über den aktuellen Status im Bereich der Astroteilchenphysik in Europa. Dazu finden Workshops und spezielle Aktionstage in allen beteiligten Ländern statt.

Nach der Erfassung der aktuellen Lage formuliert eine Arbeitsgruppe innerhalb von ASPERA dann eine gemeinsame Strategie für diesen Wissenschaftszweig. Parallel wird ein Verfahren entwickelt, europaweit Forschungsprojekte zu bewerten, zu vergleichen und europäische Objekte gemeinsam zu verwalten und zu finanzieren.

Astroteilchenphysik in Europa

Der junge Forschungszweig der Astroteilchenphysik verbindet die Erforschung des ganze Kleinen mit der des ganze Großen. Es spielen Aspekte der Teilchenphysik, Astronomie und Kosmologie eine Rolle. Da die Geräte zur Messung von z.B. Neutrinos, Gammastrahlung und Kosmischer Strahlung höchster Energie immer größer und teurer werden, ist ein koordiniertes Vorgehen der europäischen Staaten im Rahmen von ASPERA unerlässlich, um die führende Stellung Europas zu erhalten.

In der wissenschaftlichen Strategie (Roadmap) von ASPERA formulieren die Wissenschaftlicher sieben Kernbereiche, in denen unterschiedliche Geräte und Methoden zum Einsatz kommen: Hochenergetische Gammstrahlen, Neutrinomasse, hochenergetische Kosmische Strahlung, hochenergetische Neutrinos, direkter Nachweis Dunkler Materie, Nachweis von Gravitationswellen, Neutrinos geringer Energie und der Zerfall des Protons. ASPERA soll bis zum Jahr 2009 für alle diese Bereiche die beiden wichtigsten Projekte identifizieren und Wege zur Umsetzung prüfen.

Roadmap: Die magischen Sieben

Die in ASPERA vereinigten Wissenschaftler haben am 29. September 2008 auf einem Workshop in Brüssel die sieben am stärksten zu fördernden Projekte vorgestellt, die sich vor allem den Hauptfragen dieses Forschungszweigs widmen: Was ist Dunkle Materie? Woher kommt die kosmische Strahlung? Welche Rolle spielen energiereiche Prozesse im Kosmos? Lassen sich Gravitationswellen nachweisen? Um diese Fragen zu klären, sollen sieben Instrumente zum Einsatz kommen:

• CTA, das Cherenkov Telescope Array. Es soll für den Nachweis hochenergetischer kosmischer Strahlen zum Einsatz kommen.
• KM3NeT, eine Neutrinoteleskop im Mittelmeer, das fast einen Kubikkilometer groß werden soll.
• Detektoren, die mindestens etwa eine Tonne wiegen, um damit nach den Teilchen der Dunklen Materie zu suchen.
• Detektoren von mindestens Tonnengröße, um die fundamentalen Eigenschaften und die Masse der Neutrinos zu bestimmen.
• Detektoren, die mindestens eine Million Tonnen umfassen, um damit den Zerfall des Neutrons zu untersuchen. Ein weiteres Anwendungsfeld ist Neutrinophysik, um die Eigenschaften von Neutrinos zu bestimmen.
• Ein großer Detektorverbund, der geladene kosmische Strahlung nachweisen soll.
• Eine unterirdisch verlegte Antenne der dritten Generation für den Nachweis von Gravitationswellen.

Ob wirklich alle sieben Projekte, die die Lenkungsgruppe des Roadmap-Prozesses identifiziert hat, umgesetzt werden, ist fraglich. Die Planung ist bei CTA und KM3NeT am weitesten fortgeschritten. Bei beiden Projekten könnte 2012 mit dem Bau begonnen werden.

Beteiligte Institutionen

Zu ASPERA gehören derzeit 17 Forschungsagenturen aus 13 Staaten:

• Fonds National de la Recherche Scientifique (FNRS), Belgien
• Fonds Wetenschappelijk Onderzoek (FWO), Belgien
• Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Deutschland
• Projektträger-DESY, Deutschland
• Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Frankreich
• Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA²), Frankreich
• Nationales Zentrum für wissenschaftliche Forschung Demokritos, Griechenland
• Science and Technology Facilities Council (STFC), Großbritannien
• Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Italien
• Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), Niederlande
• Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), Portugal
• Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering (IFIN HH), Rumänien
• Vetenskapsrådet (VR), Schweden
• Schweizerischer Nationalfonds (SNF), Schweiz
• Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), Spanien
• Ministerio de Educación y Ciencia (MEC), Spanien
• MEYS, Tschechische Republik

ASPERA ist offen für neue Mitglieder aus dem Bereich der Astroteilchenphysik.

ASPERA ist eine Fortentwicklung von ApPEC (Astroparticle Physics European Coordination), das 2001 sechs Forschungsagenturen aus Europa gegründet haben, um die Koordinierung der Astroteilchenphysik in Europa voranzubringen.

Weblinks

• Website von ASPERA
• Website von ApPEC