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Potsdam Potsdamer auf der Suche nach erdähnlichen Planeten
Lokales Potsdam Potsdamer auf der Suche nach erdähnlichen Planeten
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20:20 08.03.2017
Ein Chip in integrierter Optik-Technologie, die bei dem Projekt weiterentwickelt werden soll. Quelle: privat
Babelsberg

Wenn irgendwann fremde Galaxien entdeckt werden, die der Erde ähneln, haben vermutlich Babelsberger Forscher ihre Finger im Spiel. Das Leibniz-Institut für Astrophysik (AIP) arbeitet gemeinsam mit Wissenschaftlern aus Heidelberg und Köln an der Entwicklung einer neuen Technologie für die astronomische Forschung. Die Experten wollen mikrooptische Systeme, die bereits in der Nachrichtentechnik verwendet werden, für den Einsatz in Großteleskopen nutzbar machen.

Konkret geht es um den Entwurf von Bauelementen, die das Licht von Sternen und Galaxien so geschickt umordnen können, dass damit hochpräzise Messungen an kosmischen Objekten möglich werden. Der Einsatz dieser neuen Technologie an Großteleskopen ist zum Beispiel dafür vorgesehen, nach erdähnlichen Planeten naher Sterne zu suchen und die Zusammensetzung ihrer Atmosphären zu bestimmen.

Das Verbundvorhaben wird von der Landessternwarte Königstuhl im Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, dem 1. Physikalischen Institut der Universität zu Köln und dem Potsdamer Leibniz-Institut getragen. Für die dreijährigen Arbeiten, die nun begonnen haben, hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Fördermittel in Höhe von rund 1,1 Millionen Euro bewilligt, wie das AIP am Mittwoch mitteilte. Das Projekt „Innovative astronomische Instrumentierung mittels photonischer Reformatierer“ (NAIR) wird von der DFG im Rahmen der Ausschreibung „Neue Geräte für die Forschung“ gefördert.

„Beim Bau von Spektrographen für moderne Teleskope stoßen wir zunehmend an technische und finanzielle Grenzen“, erläutert Professor Andreas Quirrenbach, Leiter der Landessternwarte Königstuhl. „Im nächsten Jahrzehnt werden jedoch Teleskope mit Spiegeln von bis zu 40 Metern Durchmesser in Betrieb gehen. Wir benötigen neue Konzepte, um das Potenzial dieser Riesenteleskope ausschöpfen zu können.“ Zu diesen innovativen Ansätzen gehört die Reformatierung von Licht. Dabei wird beispielsweise aus einem runden Bündel ein Lichtstrahl mit einem Querschnitt, der die Form eines dünnen Striches besitzt.

Technologie soll auch anderen Wissenschaftlern zur Verfügung stehen

Mit der Umordnung von Sternenlicht hat sich der Heidelberger Wissenschaftler Robert Harris bereits während seiner Promotion beschäftigt. Dabei stieß er auf mikrooptische Bauelemente, die von der Telekommunikationsindustrie in Schaltzentralen für Glasfasernetzwerke eingesetzt werden. Sie besitzen komplexe Funktionen auf kleinstem Raum und bieten sich daher für die Reformatierung von Licht an. Nun entwickelt Harris speziell auf die Bedürfnisse der Astronomie zugeschnittene Komponenten.

Für diese photonischen Systeme gibt es eine weitere Anwendungsmöglichkeit, so Professor Lucas Labadie aus Köln. „Werden mehrere Teleskope zu einem sogenannten Interferometer zusammengeschaltet, erhalten wir schärfere Aufnahmen, als dies mit einem einzelnen Teleskop möglich wäre. Dabei müssen allerdings alle Lichtbündel mit höchster Präzision zusammengeführt und überlagert werden.“ Voraussetzung dafür ist, dass die dafür verwendeten Bauelemente optimiert und ihre physikalischen Eigenschaften noch besser verstanden werden. Vor allem dürfen sie selbst nur extrem wenig Licht schlucken, wie die Potsdamer Wissenschaftler Stefano Minardi und Roger Haynes hervorheben.

Mit der DFG-Förderung stehen Mittel für Mitarbeiter und Laborgeräte zur Verfügung, um neue Konzepte für die Nutzung mikrooptischer Systeme zu erproben. Die Technologie soll anschließend auch anderen Wissenschaftlern für die Grundlagenforschung zur Verfügung stehen.

Von Marion Kaufmann

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