Wenn Astronomen über neue Teleskope nachdenken, hat das in der Regel schwerwiegende Folgen - zumindest für die Geldbeutel ihrer Auftraggeber. Denn die Suche nach immer schwächeren Lichtquellen, nach immer leiseren Radioimpulsen oder weiter entfernten Planeten erfordert in der Regel größere, leistungsfähigere und teurere Apparaturen.

Zwei Physiker aus den USA und aus Spanien haben nun laut über das größte Teleskop aller Zeiten nachgedacht. Und vielleicht auch das billigste: Denn der gigantische Teilchendetektor, den Jaime Alvarez-Muñiz und Enrique Zas im Sinn haben, zieht bereits seit Jahrmilliarden lautlos seine Bahnen um die Erde.

Wie das britische Wissenschaftsmagazin "New Scientist" berichtet, könnte der Erdenmond ideale Voraussetzungen bieten, um ebenso energiereichen wie seltenen Teilchen auf die Spur zu kommen. Die beiden Forscher berichten, erste Berechnungen hätten "ermutigende" Ergebnisse geliefert und sollten weiter verfolgt werden. Vergleichbar mit dem Spiegel eines Teleskops würde der Mond Teilchen registrieren, die anschließend mit Radioteleskopen auf der Erde "sichtbar" gemacht werden könnten.

Die kosmischen Strahlen mit der höchsten Energie, vor allem Protonen und Atomkerne, sind deutlich energiereicher als alles, was Physiker bislang in Beschleunigern auf die Reise schicken konnten. In Elektronenvolt, der Einheit der Atomphysiker, ausgedrückt bringen es die Teilchen aus dem All auf 10²⁰ Elektronenvolt, eine Eins mit 20 Nullen. Der vor wenigen Monaten abgeschaltete Super-Beschleuniger LEP (Large Electron Positron Collider) in der Nähe von Genf brachte es "lediglich" auf 10¹¹ Elektronenvolt - eine Milliarde Mal weniger.

Während die kosmischen Protonen und Atomkerne alles irdisch Bekannte in den Schatten stellen, sind sie gleichzeitig extrem selten: Der Statistik folgend kann jeder Quadratkilometer auf der Erdoberfläche nur einen Einschlag in 100 Jahren verbuchen. In ihrer Not weichen die Astrophysiker schon jetzt auf großflächige Detektoren aus - so zum Beispiel in der Antarktis.

Doch für Alvarez-Muñiz von der University of Delaware in Newark sind die Grenzen noch lange nicht erreicht. "Die größte Menge an Materie in unsere Nachbarschaft", sagt der junge Forscher, "stellt schließlich der Mond dar."

Atomarer Überschallknall

Bei ihren Berechnungen für einen lunaren Teilchendetektor vertrauen die beiden Physiker auf einen seit langem bekannten Effekt. Wenn sich hoch energetische Teilchen in die Mondoberfläche bohren, hinterlassen sie charakteristische Spuren, die so genannte Cherenkov-Strahlung. Dabei polarisieren die eintretenden Teilchen die Atome im Erdboden, die dann als kleine Dipole elektromagnetische Strahlung emittieren - mit der für die jeweilige Materie typischen Geschwindigkeit. Bewegt sich das kosmische Teilchen allerdings schneller als diese spezifische Lichtgeschwindigkeit, entsteht - vergleichbar mit dem Schallkegel beim Durchbruch durch die Schallmauer - eine Wellenfront. Und die wird in einem bestimmten Winkel zur Eintrittsrichtung des Teilchens emittiert.