Radioastronomische Fundamentalphysik

Darstellung eines Doppel-Pulsar-Systems.

Radioastronomische Messmethoden erlauben die Studien vieler Fragen der fundamentalen Physik. Diese reichen von der Zustandsgleichung ultradichter Materie (etwa in Neutronensternen) bis hin zur Untersuchung fundamentaler Kräfte wie dem Magnetismus und der Gravitation.

Die Forschungsgruppe sucht und studiert hierzu insbesondere schnell rotierende Neutronensterne, die als Radiopulsare sichtbar sind. Deren Beobachtung erlaubt unter anderem Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie (Lense-Thirring-Effekt) und alternativer Gravitationstheorien und strebt darüber hinaus die Detektierung eines langwelligen kosmologischen Gravitationswellenhintergrunds an, der sich aus unterschiedlichen Quellen speist.

Weitere Untersuchungen verwenden die Informationen, die in der Radiostrahlung über kosmische Magnetfelder enthalten sind. So werden Pulsare untersucht, um die Magnetfelder der Milchstraße zu studieren, während die Beobachtung entfernter Galaxien Auskunft über den kosmischen Magnetismus gibt. Magnetfelder spielen auch bei der Entstehung und der Entwicklung von Neutronensternen eine Rolle, sodass sich Supernovae wie auch die Eigenschaften unterschiedlicher Arten von radiolauten Neutronensternen analysieren lassen.

Die Forschungsgruppe ist eng mit der Entwicklung innovativer Radioteleskope verbunden und engagiert sich in Projekten wie LOFAR und dem Square-Kilometre Array (SKA).

Forschungsthemen

  • Grundlagenphysik und fundamentale Wechselwirkungen: Gravitation, Elektromagnetismus, starke und schwache Wechselwirkung, Naturkonstanten, Äquivalenzprinzipien
  • Quellen von Gravitationswellen, Detektoren bei niedrigen Frequenzen / Gravitonmasse
  • Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie und alternativer Theorien
  • Eigenschaften von Schwarzen Löchern
  • Fundamentale Eigenschaften der Materie: Materie bei starken Dichten, Zustandsgleichung, Physik in starken Magnetfeldern
  • Eigenschaften von Neutronensternen: Masse, Trägheitsmoment, Population, Geburtseigenschaften, Supernovae, Binärentwicklung
  • Optische Beobachtungen von Pulsar-Begleitern
  • Dynamischer Radiohimmel
  • Suche nach Pulsaren im Radio- und Gamma-Bereich
  • Kosmische Evolution: Dunkle Energie, Dunkle Materie, Primordiale Magnetfelder, Kosmische Strahlung, Galaxienentwicklung
  • Interstellares Medium innerhalb der Galaxis, galaktisches Magnetfeld, galaktisches Zentrum
  • Kosmische Magnetfelder: Galaxien, Dynamomodelle, extra- und intragalaktische Felder, Radiohalos und galaktische Winde
  • Instrumentierung und zukünftige Observatorien: digitale Signalverarbeitung, Lofar, SKA, SKA Pathfinder

(HOR)

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