Im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen MPS und der EPFL zur Entwicklung von Faserpositionierer für die Astrophysik hat Jean-Paul Kneib, Leiter des Laboratoriums für Astrophysik der EPFL unsere Fragen beantwortet.
MPS: Rückblickend: Können Sie in wenigen Worten erläutern, worin die grösste Herausforderung bei der Zusammenarbeit zwischen der EPFL und MPS bestand und wie sie bewältigt wurde?
JPK: Ziel des Projekts war es, innerhalb relativ kurzer Zeit robotische Faserpositionierer für SDSS-V herzustellen, die an zwei Teleskopen eingesetzt werden sollten. Ausgangspunkt waren ein vollständig von der EPFL entwickeltes Design sowie entsprechende Prototypen. Nach der abschliessenden Kalibrierung musste die Positioniergenauigkeit der Roboter im Bereich weniger Mikrometer liegen.
Die grössten Herausforderungen waren daher:
Meiner Ansicht nach konnten wir diese Herausforderungen dank der engen Zusammenarbeit zwischen der EPFL und MPS bewältigen. Entscheidend waren dabei:
MPS: Was ist Ihnen von dieser Zusammenarbeit besonders positiv in Erinnerung geblieben?
JPK: Die ausgezeichnete Zusammenarbeit und der kontinuierliche Fortschritt des Projekts – trotz der verschiedenen Schwierigkeiten, mit denen wir konfrontiert waren und die wir gemeinsam überwinden konnten. Dazu gehörten technische und organisatorische Herausforderungen ebenso wie externe Belastungen durch die COVID-19-Pandemie.
MPS: Sie haben zwei Teleskope mit Tausenden optischen Fasern ausgestattet. Zeichnet sich in der Astrophysik ein Trend ab, diese Technologie auch bei weiteren Teleskopen einzusetzen?
JPK: Ja, dies entspricht eindeutig der aktuellen Entwicklung in der Astrophysik. Uns stehen immer empfindlichere Detektoren zur Verfügung, mit denen wir die Position einer stetig wachsenden Zahl von Objekten am Himmel bestimmen können – darunter Sterne, Galaxien, Quasare und Supernovae.
Um diese Objekte genauer zu charakterisieren, benötigen wir jedoch für jedes einzelne ein Spektrum. Deshalb müssen möglichst viele Spektren gleichzeitig aufgenommen werden. Robotische Faserpositionierer ermöglichen eine hochgradig multiplexierte Spektroskopie und damit die parallele Beobachtung zahlreicher Objekte. So lassen sich ihre Entfernungen und physikalischen Eigenschaften bestimmen.
MPS: Im Artikel erwähnen Sie die Erforschung der Dunklen Materie. Wagen wir einen Blick in die Zukunft: Werden meine Eltern, die heute 60 Jahre alt sind, ich selbst mit meinen 23 Jahren oder erst meine Kinder den endgültigen Nachweis für die Existenz Dunkler Materie und Erkenntnisse über ihre Eigenschaften erleben?
JPK: Meines Erachtens gibt es bereits heute sehr überzeugende Hinweise darauf, dass Dunkle Materie existiert. Was wir noch nicht kennen, ist ihre genaue Natur – insbesondere die Eigenschaften der mutmasslichen Dunkle-Materie-Teilchen.
So kennen wir beispielsweise die Dichte der Dunklen Materie in der Umgebung unserer Galaxie, nicht jedoch die Masse oder Grösse ihrer Teilchen. In den kommenden fünf bis zehn Jahren dürften astronomische Beobachtungen und möglicherweise auch Experimente am CERN es uns ermöglichen, die mögliche Masse dieser Teilchen weiter einzugrenzen. Zudem könnten wir besser bestimmen, wie stark sie – wenn überhaupt – mit baryonischer Materie wechselwirken, also mit Materie, die aus Protonen, Neutronen und Elektronen besteht.
Wir danken Jean-Paul Kneib herzlich, dass er sich die Zeit genommen hat, unsere Fragen zu beantworten, und wünschen ihm für den weiteren Verlauf seiner bemerkenswerten Karriere viel Erfolg.
