Strategie-Prozesse ATP weltweit, in Europa ... und in Deutschland

Global: USA: China, Indien Europa: Frankreich, Italien: Deutschland: OECD: Astrophysik USA: PASAG (HE astrophysik, DM, DE) Decadal Review: Astrophysik China, Indien Tibet array, Untergrund Lab. (China), MACE, INO (Indien) Europa: ApPEC/Aspera: Astroparticle Physics Astronet: Astrophysics CERN – European Strategy (Bezug auf ApPEC) ESFRI: KM3NeT, CTA Frankreich, Italien: Pläne für LSM (Frejus), LSGN (Gran Sasso) Deutschland: Helmholtz Portfolio-Prozess Deutsche Roadmap Astroteilchenphysik Nächste Runde Verbundforschung !

OECD Global Science Forum OECD: Organisation for Economical Cooperation & Development u.a.Strategiepapiere für Teilchenphysik Kernphysik Astrophysik OECD Global Science Forum Roadmap on Astroparticle Physics (chair: M. Spiro) Zwischenbericht ist fertig und akzeptiert (noch intern) Summary-Text zur GSF Working Group on Astroparticle Physics auf http://www.oecd.org/sti/gsf Voller Roadmap-Text zum 2./3. Sept. fertigzustellen Submission an OECD: Oktober 2010

High Energy Astrophysics PASAG Oktober 2009 Dark Matter Dark Energy + CMBR High Energy Astrophysics

Überholen ohne Einzuholen? China LHHASO air shower array in Tibet China Deep Underground Lab.

Large High Altitude Air Shower Observatory LHAASO Project: γastronomy and origin of CR Wide FOV C-Telescope Array & Core Detector μdetector Array Water C Array Charge Particle Array Large High Altitude Air Shower Observatory 11

ARGO 12

Comparison of main UL’s in world (Unit: M.W.E) OTO OSAKA Japan 2100m Y2L Korea 2000m SUL USA 2450m Canfranc Spain 2800m Boulby UK 2700m Kamioka Japan 3500m LNGS Italy 3500m INO India 4500m DUSEL USA 4400m Baksan Russia 7500m CDUL China Tunnel 4800m Modane France 7000m 6000m SNO Canada Mine Deep Underground Lab 16

ApPEC/ASPERA http://www.aspera-eu.org Detaillierte Beschreibung Hochglanzbroschüre Aktueller Status & des Feldes Magnificent Seven Extrapolation 2007 2008 2011

The Magnificent Seven CTA Auger-North KM3NeT Megaton ton DM ton DBD Wir sind mit einem Faktor 3.5 Szenario gestartet (die „Wünsche“). Das Faktor-2 Szenario ist immer noch reichlich optimistisch !

ApPEC Science Advisory Committee: Task & Schedule Update the data of the roadmap, with new information concerning the priority projects, e.g. - Advanced understanding of milestones (e.g. TDRs) - Realisation times and cost - New R&D efforts Synchronize and digest new information coming from other regions (PASAF, Astro-2010, China, India and other large country efforts) April 12/13: SAC Meeting in Paris, presentations from exp‘ts. Late April/early May: finalisation of input to OECD roadmap Nov./Dec. 2010: second SAC Meeting. First draft of updated roadmap Feb./March 2011: final roadmap text

ASPERA-Zählung 2006 BE 17 0.7 0.3 4 CH 52 3.6 1.7 7 CZ 20 0.4 0.8 5 Land FTE Budget Budget Institute (M€) anteil (‰) BE 17 0.7 0.3 4 CH 52 3.6 1.7 7 CZ 20 0.4 0.8 5 DE 494 44 2.6 38 ES 168 10 1.3 13 FR 608 51.5 3.2 28 IT 679 58.6 5.7 30 NL 55 6.1 1.7 9 PT 40 0.5 0.4 5 SE 34 2 0.8 3 UK 158 9 0.7 19 Total 2325 186.4 161 Entwicklung seit 2006 + + + + -- +

Spitzenreiter mit Abstand Italien, Frankreich und Deutschland. Größe dieser Länder. Aber auch relativer Anteil am größten! Lange Tradition. Existenz von (weitgehend) geeigneten Förderinstrumenten bzw. von starken Trägerinstitutionen (z.B. Deutschland). Zentrale Infrastrukturen (z.B. Italien und Gran Sasso) . Alle drei Länder auf allen Gebieten der „Magnificent Seven“ engagiert. Nur Frankreich ist auf allen 7 wirklich stark. Einige kleinere Länder konzentrieren sich auf ein einziges Projekt (Belgien auf IceCube) oder auf einige wenige, da aber teilweise sehr sichtbar (z.B. Niederlande für KM3NeT, Schweden für IceCube). Deutschland sollte sich auch in Zukunft aus keinem dieser Gebiete völlig „verabschieden“, denn alle sieben bergen ein großes Entdeckungspotential, und für alle existiert in Deutschland eine erhebliche Tradition und Expertise. Andererseits kann Deutschland vom Standpunkt der verfügbaren Ressourcen nicht auf allen Gebieten gleichzeitig eine Führungsposition anstreben.

Wo sind wir Experte oder Spezialist ? Wo sind wir Mitwirker ? Wo sind wir Architekt ? Wo sind wir Experte oder Spezialist ? Wo sind wir Mitwirker ? Wo stellen wir Infrastruktur bereit ? Aufgabe für die „Deutsche Roadmap“ Physikalische Prioritäten definieren, Art und Stärke des Engagements für jedes der Gebiete gegeneinander abwägen, Synergien identifizieren, Empfehlungen für entsprechende Prioritäten formulieren.

Dunkle Materie EURECA DARWIN LSM (Frejus) LNGS oder LSM We recommend the construction and operation of one – possibly two complementary – detectors on the ton scale or beyond with low background, capable of reaching a 10-10 pb sensitivity, with a European lead role or shared equally with non-European partners. We recommend a stepwise approach via 100 kg detectors, as presently underway, and a prioritisation between different technologies around 2010/2011. We urge convergence of parallel worldwide efforts. ? EURECA KIT (Edelweiss) MPI-P München TU München Tübingen (CRESST) DARWIN MPI-K Heidelberg U. Münster * (XENON) LSM (Frejus) LNGS oder LSM

Neutrino-Masse GERDA 0 direkt KATRIN Depending on the outcome of the present generation of double beta decay experiments being prepared, we recommend the eventual construction and operation of one or two double beta decay experiments on the ton-scale, capable of exploring the inverted-mass region, with a European lead role or shared equally with non-European partners. A decision on the construction could be taken around 2013. ?? GERDA MPI-K Heidelberg MPI-P München U. Dresden U. Tübingen 0 direkt KATRIN KIT (KCETA + Uni) MPI-K Heidelberg U. Bonn U. Fulda U. Mainz U. Münster SNO+ U. Dresden COBRA U. Dortmund - U. Dresden U. Erllangen - U. Hamburg

Protonzerfall & Neutrino-Astrophysik bei niedrigen Energien We recommend supporting the work towards a large infrastructure for proton decay and low energy neutrino astrophysics, possibly also accelerator neutrinos in long baseline experiments, in a worldwide context. Results of a current FP7 design study (LAGUNA) are expected around 2010 and should be followed by work towards a technical design report. Depending on technology, site and worldwide cost sharing, construction could start between 2012 and 2015. Borexino TU München MPI-P München MPI-K Heidelberg U. Hamburg ?? LENA TU München MPI-P München U. Hamburg … ? Double CHOOZ MPI-K Heidelberg U. Aachen TU München U.Tübingen ..

Geladene kosmische Strahlen The priority project for high energy cosmic ray physics is the Pierre Auger Observatory. We encourage the agencies in different continents to work towards a common path for Auger-North. We recommend the construction of such a large array as soon as worldwide agreements allow. Pamela U. Siegen AMS U. Aachen, KIT (Uni Karlsruhe) Kascade, IceTop, Tunka JEM-EUSO MPI-P München – U. Hamburg U. Tübingen - U. Würzburg U. Erlangen Auger KIT (KCETA + Uni) U. Aachen U. Bonn U. Siegen U. Wuppertal

Gamma-Strahlen CTA H.E.S.S. MAGIC AGIS The priority project for VHE gamma astrophysics is the Cherenkov Telescope Array, CTA. We recommend design and prototyping of CTA, the selection of sites, and proceeding rapidly towards start of deployment in 2012 AGIS CTA MPI-K Heidelberg MPI-P München DESY Landessternwarte Hd. HU Berlin U. Dortmund U. Erlangen U. Hamburg U. Tübingen U. Würzburg H.E.S.S. MAGIC DWARF U. Dortmund, U. Würzburg HiSCORE U. Hamburg ?

Hochenergie-Neutrinos The priority project for high energy neutrino astrophysics is KM3NeT. Encouraged by the significant technical progress of recent years, the support for working towards KM3NeT is confirmed. Resources for a Mediterranean detector should be pooled into a single optimised design for a large research infrastructure, with installation starting in 2012. The sensitivity of KM3NeT must substantially exceed that of all existing neutrino detectors including IceCube. IceCube DESY U. Aachen U. Berlin U. Bochum U. Bonn U. Dortmund MPI-K Heidelberg U. Mainz U. Wuppertal Antares U. Erlangen KM3NeT U. Kiel U. Tübingen

Hochenergie-Neutrinos KM3NeT wird gebaut IceCube sieht Quellen Erlangen „Mitspieler“ ? IceCube DESY U. Aachen U. Berlin U. Bochum, - U.Bonn U. Dortmund MPI-K Heidelberg U. Mainz U. Wuppertal KM3NeT U. Erlangen U. Kiel U. Tübingen

Hochenergie-Neutrinos KM3NeT wird gebaut IceCube sieht Quellen Erlangen „Mitspieler“ ? „Globales Observatorium“ IceCube DESY U. Aachen U. Berlin U. Bochum – U. Bonn U. Dortmund MPI-K Heidelberg U. Mainz U. Wuppertal KM3NeT U. Erlangen U. Kiel U. Tübingen

Hochenergie-Neutrinos KM3NeT wird gebaut IceCube sieht Quellen Erlangen „Mitspieler“ ? „Globales Observatorium“ IceCube wird nicht erweitert IceCube DESY U. Aachen U. Berlin U. Bochum, - U. Bonn U. Dortmund MPI-K Heidelberg U. Mainz U. Wuppertal KM3NeT U. Erlangen U. Kiel U. Tübingen ? ?

Gravitationswellen Einstein Telescope E.T. LISA (Launch > 2020) The long-term priority of ground-based detectors is the Einstein Telescope, E.T., a large underground gravitational wave detector. We recommend support for R&D work towards E.T., with construction starting after first discoveries have been made with LIGO/Virgo/GEO, likely around 2016/17. The short term priority is the upgrade of the present generation of gravitational waves detectors, with a particular recommendation to support a fast upgrade of Virgo to “advanced Virgo”. GEO-600, LIGO, LISA-PF AEI Potsdam MPI Hannover MPI Garching U. Hannover U. Jena U. Tübingen Einstein Telescope E.T. (Konstruktion > 2016) LISA (Launch > 2020)

Abstimmung mit ET-Physik und Kernphysik-Programmen Nukleare Astrophysik ? Neue Ideen ? Abstimmung mit ET-Physik und Kernphysik-Programmen  siehe Beitrag Manfred Lindner