Seit ihrer Entdeckung Anfang der 1990-er-Jahre faszinieren die Neutrinos die Wissenschaft. Denn diese geheimnisvollen Teilchen aus dem All, deren Energie eine Million Mal höher ist als die von Kernreaktionen, entstehen in großer Zahl bei sogenannten kataklysmischen Ereignissen, also umwälzenden Ereignissen wie Supernova-Explosionen tief im Weltall– und können den Forschenden damit wertvolle Informationen über diese faszinierenden kosmischen Ereignisse liefern.

Dieses Wissen ist wichtig, um unser Universum und seinen Ursprung noch besser begreifen zu können. Denn das erste kataklysmische Ereignis war der Urknall, mit dem unser Universum entstanden ist. Je mehr wir mithilfe der Neutrino-Forschung über ihn in Erfahrung bringen, umso besser können wir alles begreifen, was in unserem Universum seit seiner Entstehung vor sich gegangen ist und weiter vor sich geht.

Um gezielt an diesem spannenden Thema zu forschen, ist mitten in der Antarktis vor rund zehn Jahren der „IceCube“ entstanden – das einzige Hochenergie-Neutrino-Observatorium der Welt.

Der Name ist Programm: Herzstück des „IceCube“ sind mehr als 5.000 sogenannte Photomultiplier, extrem lichtempfindliche Sensoren, die wie an Perlenketten gereiht in eigens dafür gebohrte Kanäle im ewigen Eis des Südpols versenkt sind. Diese Sensoren ergeben zusammengerechnet einen Würfel mit einer Kantenlänge von rund einem Kilometer. Und dieser Würfel ist aus einem ganz bestimmten Grund tief im Eis platziert. Neutrinos lassen sich nur sehr schwer direkt nachweisen – aber ein Umweg führt treffsicher zum Ziel: Wenn Neutrinos auf Atome im Eis treffen, entsteht bei dieser Reaktion die bläulich schimmernde Tscherenkow-Strahlung. Und diese Strahlung lässt sich wiederum mit Hilfe der Photomultiplier auswerten.

Neutrinos können Antworten auf viele Fragen liefern, die Wissenschaftler:innen in aller Welt beschäftigen. Entsprechend international und interdisziplinär ist das Team, dass mit und an diesem einzigartigen Projekt arbeitet: Rund 300 Forschende aus zwölf Ländern und 48 verschiedenen Institutionen sind Teil des „IceCube“-Teams, das nicht nur regelmäßig an diesem Observatorium arbeitet, sondern es auch kontinuierlich weiterentwickelt.

Einer davon ist der Physiker Felix Henningsen von der Technischen Universität München (TUM), der mit einer internationalen Gruppe von Wissenschaftler:innen am „Lehrstuhl für experimentelle Physik mit kosmischer Strahlung“ in den letzten Jahren intensiv an einer weiteren Optimierung der Kalibrierung optischer Medien und Fotosensoren gearbeitet hat. Und genau an diesem Punkt kommt Berghof Fluoroplastics ins Spiel – seit mehr als 50 Jahren auf innovative Materiallösungen aus High-Tech-Kunststoffen spezialisiert und mit seinen optischen Materialien namens Optopolymer® international gefragt, wenn es auf eine perfekte, diffuse Reflexion bei gleichmäßiger Lichtverteilung ankommt.

Das erfolgreiche Endergebnis dieses Forschungsprojekts ist das neue „Precision Optical Calibration Module“ – oder kurz: POCAM. Mit diesem POCAM wollen die Wissenschaftler:innen im Polarsommer 2022 / 2023 die im Eis versenkten Sensoren re-kalibrieren und dadurch mit „IceCube“ zukünftig noch bessere Ergebnisse erzielen.

Eines der Erfolgsgeheimnisse von POCAM: Die Wissenschaftler:innen haben es mit ihrer Konstruktion geschafft, die Isotropie, also die gleichmäßige Verteilung der Lichtstrahlung, so stark wie technisch möglich zu erhöhen – mit Hilfe der Expert:innen von Berghof Fluoroplastics. Denn mit seiner extrem hohen diffusen Reflexion bis >99 %R (250–2.500 nm) ist Optopolymer®, das Optische PTFE von Berghof, das Material mit der höchsten bekannten diffusen Reflexion – und damit prädestiniert für solche anspruchsvollen optischen Anwendungen.

Ob im Weltraum oder wie im Fall „IceCube“ am Südpol – die innovativen, hoch leistungsfähigen Materiallösungen von Berghof Fluoroplastics sind eben im wahrsten Sinne des Wortes extrem wertvoll.