Prof. Christian Glaser mit dem Wallmark-Preis 2026 ausgezeichnet

Prof. Christian Glaser, Professor an unserem Lehrstuhl, wurde von der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften mit dem Wallmark-Preis 2026 ausgezeichnet. Der Preis wird seit 1859 an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verliehen, deren Entdeckungen oder Erfindungen Wissenschaft und Industrie entscheidend vorangebracht haben, insbesondere in den Bereichen Mathematik, Astronomie, angewandte Mechanik, Physik, Chemie, Mineralogie und Ingenieurwissenschaften. Er ist mit 435.000 schwedischen Kronen dotiert, was mehr als 40.000 Euro entspricht, und nach dem schwedischen Physiker Lars Johan Wallmark benannt.

Die Arbeiten, für die Glaser nun ausgezeichnet wurde, begann er als Juniorprofessor an der Universität Uppsala in Schweden, wo er später Associate Professor wurde. Heute setzt er diese Forschung an der TU Dortmund fort. Dort ist er Professor für experimentelle Astroteilchenphysik an unserem Lehrstuhl und forscht außerdem am Lamarr-Institut für Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz. Sein Forschungsschwerpunkt sind hochenergetische kosmische Neutrinos. Seine Arbeitsgruppe ist an mehreren großen Experimenten der Astroteilchenphysik beteiligt, darunter das IceCube Neutrino Observatory und das ARIANNA-Experiment in der Antarktis, das Radio Neutrino Observatory in Greenland sowie das Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien. Mit dem Wallmark-Preis werden insbesondere Glasers Beiträge zum Einsatz von maschinellem Lernen in der Radiodetektion ultrahochenergetischer Neutrinos gewürdigt. Diese Methoden verbessern die Echtzeitanalyse von Daten aus Detektoren, die im Eis installiert sind.

Neutrinos wechselwirken kaum mit Materie, wodurch sie wertvolle Botenteilchen sind. Anders als geladene kosmische Strahlung werden sie auf ihrem Weg durch das Universum nicht von Magnetfeldern abgelenkt. Außerdem können sie dichte astrophysikalische Umgebungen verlassen, die selbst für Licht kaum durchlässig sind. Gerade wegen ihrer schwachen Wechselwirkung mit Materie sind Neutrinos jedoch schwer nachzuweisen. Forschende benötigen große Detektorvolumina und nutzen häufig natürliche Detektormedien, etwa das Eis in der Antarktis. Wenn ein hochenergetisches Neutrino mit dem Detektormedium wechselwirkt, kann es Sekundärteilchen erzeugen. Diese können nachweisbare Signale hervorrufen, zum Beispiel sichtbares Licht oder Radiosignale.

Wenn sich ein geladenes Teilchen schneller bewegt als die Phasengeschwindigkeit des Lichts im Detektormedium, entsteht aufgrund des Tsccherenkow-Effekts ein optisches Lichtsignal. Dieses kann mit optischen Sensoren gemessen werden, etwa mit Photomultipliern, die im gesamten Detektorvolumen installiert sind. Dieses Nachweisprinzip nutzt beispielsweise das IceCube Neutrino Observatory. Seine Sensoren sind tief im antarktischen Eis eingebettet, das als natürliches Detektormedium dient. Derzeit wird IceCube erweitert, um die Nachweisrate und Messgenauigkeit zu erhöhen. Teil dieser Erweiterung ist es, auch Radiosignale nachzuweisen. Dafür werden nahe der Oberfläche Radiodetektoren über eine Fläche von 500 Quadratkilometern installiert. Sie sollen die Empfindlichkeit des Detektors im Bereich der höchsten Neutrinoenergien um zwei Größenordnungen verbessern.

Die Radiodetektion beruht auf dem Askaryan-Effekt und ist besonders für die energiereichsten Neutrinos wichtig. Wenn sich eine ultrahochenergetische Teilchenkaskade in einem dichten dielektrischen Medium wie Eis, Salz oder Sand bewegt, kann in der Kaskade eine leichte Ladungsasymmetrie entstehen. Diese führt zur Emission eines kurzen Radiopulses. Bei Wellenlängen, die größer sind als die Ausdehnung der Kaskade, ist das Radiosignal kohärent und erzeugt ein nachweisbares Signal. Radiodetektion ist das zentrale Nachweisprinzip des Radio Neutrino Observatory in Greenland, kurz RNO-G. Wie IceCube nutzt es ein großes Eisvolumen als Detektormedium. Während IceCube jedoch vor allem sichtbares Tscherenkow-Licht mit optischen Sensoren misst, setzt RNO-G ausschließlich auf Radiodetektion.

Glasers Arbeitsgruppe entwickelt für diese Experimente neue Techniken der Radiodetektion. Ein wichtiger Schwerpunkt sind dabei Methoden des maschinellen Lernens, die für die Analyse der Messdaten genutzt werden. Sie helfen dabei, die großen Datenmengen von Radiodetektorsystemen in Echtzeit zu analysieren, relevante Signale von Untergrundereignissen zu trennen, seltene astrophysikalische Ereignisse zu identifizieren und die Empfindlichkeit von Neutrinodetektoren zu verbessern.

Mit seiner Forschung zu Methoden des maschinellen Lernens für die Radiodetektion trägt Prof. Glaser dazu bei, neue Wege zur Beobachtung ultrahochenergetischer Neutrinos zu erschließen. Wir gratulieren ihm herzlich zur Auszeichnung mit dem Wallmark-Preis 2026.