(*Dieser Text wurde 1997 von den Mitgliedern Instituts als Beitrag zur
Fakultätsbroschüre erstellt.)
Molekülspektroskopie in Labor und Weltall
Die Forschung am Institut konzentriert sich auf Molekülspektroskopie im Labor,
interstellare Molekülspektroskopie und Entwicklung von Nachweissystemen für
den Submillimeter-Spektralbereich. Die Laborspektroskopie klärt einerseits
Fragen über Spektrum und Struktur von Molekülen, anderseits bildet sie
die Grundlage für viele Anwendungen, z. B. Die Analyse atmosphärischer
Spurengase in der Umweltforschung.
Zentrales Thema der interstellaren Molekülspektroskopie am
Institut ist die Sternentstehung und die damit verknüpfte Rückwirkung
der jungen Sterne auf die sie umgebende Molekülwolke, die zu einer
Selbstregulierung des Sternentstehungsprozesses führt.
Technologischer Schrittmacher
Die Astronomie ist wegen der extremen Anforderungen an die Empfindlichkeit der
Instrumentierung immer auch Schrittmacher für neue technologische Entwicklungen.
Entsprechend hat die Entwicklung von Detektorsystemen für den
astrophysikalisch interessanten Submillimeter- oder Ferninfrarot-Spektralbereich
am Institut besondere Bedeutung.
Ausstattung und Infrastruktur
Die Forschungsarbeiten am Institut wurden über die letzten 15 Jahre
maßgeblich im Rahmen des SFB 301 "Die Physik und Chemie der interstellaren
Molekülwolken" gefördert, außerdem durch die Verbundforschung
Astronomie, durch die Technologie-Förderung des BMBF und durch Sondermittel
des Landes NRW, bzw. der Universität zu Köln. Das Institut betreibt seit
über 10 Jahren das Kölner Observatorium für Submillimeter-Astronomie
(KOSMA) mit einem 3m-Radioteleskop auf dem 3200 m hohen Gornergrat,
Zermatt, Schweiz (einem der wenigen Standorte weltweit, deren atmosphärische
Bedingungen Beobachtungen im Submillimeter-Bereich erlauben).
Für die Entwicklung der Detektoren verfügt das Institut über ein
Mikrostrukturlabor. Mit den dort entwickelten supraleitenden
Detektoren werden Empfindlichkeiten nahe der fundamentalen Grenze des Quantenrauschens
erreicht.
Internationale Zusammenarbeit
Das Institut ist weltweit führend an der Entwicklung empfindlicher Instrumentierung
für den Submillimeter-Spektralbereich beteiligt. In Köln gebaute
akusto-optische Spektrometer werden z. B. In astronomischen Observatorien am
geographischen Südpol (AST/RO), in Chile (ESO-SEST) oder für
Spurengasmessungen der Stratosphäre auf Spitzbergen eingesetzt.
Der NASA-Satellit SWAS (Submillimeter Wave Astronomy Satellite) ist der erste
astronomische Satellit für hochauflösende Spektroskopie im
Submillimeter-Bereich und hat ein Kölner Spektrometer an Bord. Ein am
Institut gebautes Submillimeter-Empfangssystem kam im Frühjahr 1996 am
neuen 10m-Submillimeter-Teleskop auf dem Mt. Graham zum Einsatz. Dort gelang die
erste Entdeckung der 809 GHz Kohlenstoff-Spektrallinie aus einer anderen Galaxie.
Praxisorientierte Ausbildung
Sowohl das Teleskop wie auch alle Laboreinrichtungen werden unter Anleitung einer
relativ kleinen Gruppe von permanenten wissenschaftlichen Mitarbeitern und Technikern
fast ausschließlich von Studenten im Rahmen ihrer Doktor- und Diplomarbeiten
betrieben. Damit kommen die Studenten mit einem breiten Spektrum von allgemein
wichtigen technologischen Gebieten in Berührung. Die durch die Mitarbeit
an komplexen Großgeräten bedingte Teamarbeit und die
durch die zahlreichen Kollaborationen bedingte internationale Zusammenarbeit geben
eine gute Vorbereitung für das zukünftige Berufsfeld.
Perspektiven
Als amerikanisch-deutsches Gemeinschaftsprojekt wurde Ende 1996
das Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) begonnen, ein
3m-Infrarot-Teleskop auf einer Boeing 747, die ab 2001 regelmäßig
Beobachtungsflüge durchführen soll, an denen sich das Institut beteiligen
wird.