Der besonders interessierende Energiebereich dieser Messungen liegt über 1014 eV, ein Bereich, der durch andere Verfahren bisher nicht ausgemessen werden konnte. Eine Kenntnis des Energiespektrums und der Elementhäufigkeiten bei diesen Energien ist nötig, wenn man entscheiden will, welche Mechanismen im Weltall Teilchen auf höchste Energien beschleunigen können.
Das Experiment wird in Zusammenarbeit mit dem Bartol-Institut, Newark, Delaware, USA, unter dessen Leitung durchgeführt. In der derzeitigen Erprobungsphase besteht der experimentelle Beitrag des Kieler Instituts in der Entwicklung und Herstellung der Lichtsammler. Das sind kelchförmige Reflektoren von gut zwei Meter Höhe mit einer Öffnung von einem halben Meter Durchmesser, sogenannte Winston-Kollektoren. Sie sind innerhalb eines Blickkegels von 7.5° Halbwinkel einheitlich lichtempfindlich. Solches Licht wird an ihrer unteren Öffnung auf der Fotokathode eines Multipliers gesammelt. Außerhalb dieses Kegels einfallendes Licht bleibt wirkungslos. Die Kollektoren werden immer paarweise betrieben.
Die Herstellung geschieht in folgenden Schritten:
Vorgesehen war zunächst ein Probeflug in 35 km Höhe in einer Neumondnacht um den 28. März 1998 herum vom Flugplatz Fort Sumner, New Mexico, bei dem ein Paar solcher Kollektoren eingesetzt wird. Der Ballon hat in seiner Arbeitshöhe einen Durchmesser von mehr als 80 Metern. Er ist mit Helium gefüllt, ein Edelgas, das in den USA bei der Erdgasförderung reichlich abfällt.
Erste Messungen von Cerenkov-Lichtblitzen durch kosmische Strahlung am Erdboden haben am 21. März 1998 und den folgenden Tagen wie gewünscht in beiden Kollektoren Signale ergeben, die im Zeitverlauf und in der Amplitude sehr gut übereinstimmten.
Wir haben erste Bilder von den Startvorbereitungen in New Mexico.
Wegen schlechten Wetters mußte der Start in die nächste Neumondzeit Ende April 1998 verschoben werden und ist in der Nacht vom 21. auf den 22. April erfolgreich durchgeführt worden. Der Start war um 21 Uhr Ortszeit. Zweieinhalb Stunden später hatte der Ballon seine Schwebehöhe von gut 32 km erreicht, wo er dann vier Stunden lang seine Messungen durchführte. Die Nutzlast wurde dann vom Ballon getrennt und landete 411 km vom Startplatz entfernt am Fallschirm, wo sie geborgen wurde.
Die Meßdaten wurden während des Fluges mit 38.4 kbit/s zum Erdboden gesendet. Erste Auswertungen zeigen, daß die Cerenkov-Impulse der gesuchten hochenergetischen Eisenkerne sich um einen Faktor 5 über den Untergrund erheben und damit leicht und eindeutig zu erkennen sind. Ihre mittlere Rate betrug etwa 1/Stunde.
Wenn zwei weitere Probeflüge - für Juni 1999 und für Juni 2000 geplant, beide dann mit zwei Kollektorpaaren - sich als erfolgreich erweisen, sollen Messungen in einem zweiwöchigen Dauerflug mit je sechs Kollektorpaaren im Dezember 2000 von Alice Springs in Australien aus folgen.
green@kernphysik.uni-kiel.de