Die Helmholtz-Allianz für Astroteilchenphysik, die federführend durch das KIT geleitet wird, bindet neben den Helmholtz-Zentren KIT und DESY insgesamt 15 deutsche Universitäten, drei Max-Planck-Institute sowie zwei weitere externe Partner zu einem international sichtbaren Konsortium zusammen. Die Themen umfassen das „Hochenergie-Universum“, das „Dunkle Universum“ sowie die „Astroteilchentheorie“. Die Allianz führt alle bedeutenden, an deutschen Hochschulen verteilten Forschungsarbeiten zu diesen Themen zusammen. Ein internationales Gutachtergremium hat sich einstimmig für eine Förderung der Allianz in Höhe von knapp 10 Mio. Euro über eine Laufzeit von fünf Jahren ausgesprochen.
Astroteilchenphysik ist ein junges, interdisziplinäres Forschungsfeld an den Schnittstellen von Astrophysik, Teilchenphysik, Astronomie und Kosmologie. Hier fließen Erkenntnisse über die größten und kleinsten Skalen zusammen, die in der Physik untersucht werden, das heißt von den Quarks zum Kosmos.
„Die Allianz zielt auf den Fortschritt der gesamten Astroteilchenphysik“, erläutert der Koordinator der Allianz, Professor Dr. Johannes Blümer, der am Karlsruher Institut für Technologie wissenschaftlicher Sprecher des KIT-Zentrums Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik (KCETA) ist. „Wir konzentrieren uns dabei auf die drei übergeordneten Themen Astroteilchentheorie, das Hochenergie-Universum sowie das Dunkle Universum. Hochspezialisierte Technologien, die in unseren Observatorien auf der ganzen Welt zum Einsatz kommen, sind die vierte Säule der Allianz.“
Beim Forschungsthema „Astroteilchentheorie“ geht es um eine einheitliche Beschreibung der Ausbreitung und Messung von kosmischen Teilchen als Schlüssel zur Interpretation der Beobachtungsdaten und um ein Verständnis der Quellen der kosmischen Strahlung – die kosmischen Beschleuniger mit den höchsten Energien im Universum – sowie um Effekte der sogenannten Dunklen Materie.
Beim Forschungsthema „Hochenergie-Universum“ stehen die Zusammensetzung und Wechselwirkung der kosmischen Strahlung, neue Detektoren sowie große zukünftige Projekte im Vordergrund. Breiten Raum nimmt die gemeinsame Analyse der Beobachtungsdaten von geladenen Teilchen, Gammastrahlung und Neutrinos ein, die unter dem Stichwort „Multi-Messenger Astroteilchenphysik“ einen großen Fortschritt verspricht.
Das dritte Forschungsthema „Dunkles Universum“ behandelt die Fortschritte bei der Suche nach Dunkler Materie. „Dunkle Materie ist eines der größten kosmischen Rätsel“, sagt Professor Dr. Josef Jochum, Stellvertretender Sprecher der neuen Allianz und Forscher an der Universität Tübingen. „Dunkle Materie überwiegt bei Weitem die Masse von Sternen und Gas in allen Galaxien zusammen, aber wir wissen nicht, worum es sich dabei handelt“. Auch hier werden Entwicklungsarbeiten zu zukünftigen, noch empfindlicheren Experimenten geleistet.
Derzeit arbeiten rund 100 Wissenschaftler und 90 Doktoranden in der neuen Helmholtz-Allianz zusammen. Im Rahmen dieser Helmholtz-Allianz für Astroteilchenphysik soll außerdem eine Graduierten-Schule aufgebaut werden, um den wissenschaftlichen Nachwuchs gezielt an das komplexe, interdisziplinäre Forschungsfeld heranzuführen.
Partner der Allianz sind die Helmholtz-Zentren KIT und DESY, fünfzehn deutsche Universitäten in Aachen, Berlin (HU), Bonn, Dortmund (TU), Dresden (TU), Erlangen-Nürnberg, Hamburg, Mainz, Münster, München (TU), Potsdam, Siegen, Tübingen, Würzburg und Wuppertal. Assoziierte Partner sind die Max-Planck-Institute für Kernphysik (MIPK) in Heidelberg, für Physik (MPP) sowie für extraterrestrische Physik (MPE) in München, außerdem das Institut AstroParticule et Cosmologie (APC) in Paris und das Kavli Institute for Cosmological Physics (KICP) der University of Chicago.
Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 10 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 800 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.