Mit ULTRA | memoria cosmica erinnert der deutsche Komponist und Konzeptkünstler Tim Otto Roth mit ätherischen Licht- und Tonbewegungen an die Entdeckungs-geschichte der kosmischen Strahlung an der Forschungsstation am Hafelekar im österreichischen Innsbruck. 70 leuchtende Lautsprecherskulpturen verwandeln die mittels Filterfolien in ein tiefes Blau getauchte historische Turbinenhalle des KG17 in der Kirchgasse 17 im Innsbrucker Stadtteil Mühlau in ein Klanglaboratorium. Die maßgeblich von oben nach unten verlaufenden Bewegungen lassen die unsichtbare ionisierende Strahlung aus dem Weltall nicht nur sinnlich erfahrbar werden, sondern die in Tonhöhen übersetzten Energien werden auch zu einem räumlich-musikalischen Erlebnis. Die „natürliche Partitur“ für die verschiedenen Stücke basiert auf sehr unterschiedlichen Datensätzen aus Neutrino-Observatorien.
Ausstellungseröffnung: 5. September, 19–21 Uhr
Ausstellungslaufzeit: 5. September bis 24. Oktober 2025
Öffnungszeiten: Freitag und Sonntag 16 bis 19 Uhr
ULTRA | memoria cosmica
70 kugelförmige, leuchtende Lautsprecherskulpturen, die an einer eigens für den historischen Ort entwickelten subtilen Hängekonstruktion aus Alurohr und Stahlseil an 14 Strängen über den Raum verteilt sind, verwandeln den mittels Filterfolien in ein tiefes Blau getauchten Turbinenraum KG17 in ein Klanglaboratorium. Dieser besondere Ort fasziniert auch Tim Otto Roth: „Dieses Industriedenkmal hat mich inspiriert, Hydropower eine ganz neue Wendung zu geben: Ehedem haben Wassermoleküle qua Schwerkraft den Ort energetisch aufgeladen, nun auratisieren den Raum via Farben und Tönen die Bewegungsspuren von kosmischen Luftschauern, die maßgeblich von hochenergetischen Wasserstoffkernen aus den Tiefen des Alls ausgelöst werden.“ Die ätherischen Licht- und Tonbewegungen knüpfen dabei an die Entdeckungsgeschichte der kosmischen Strahlung an der Forschungsstation am Hafelekar in Innsbruck an. Die maßgeblich von oben nach unten verlaufenden Bewegungen lassen die unsichtbare ionisierende Strahlung aus dem Weltall nicht nur sinnlich erfahrbar werden, sondern die in Tonhöhen übersetzten Energien werden auch zu einem räumlich-musikalischen Erlebnis. Die „natürliche Partitur“ für die verschiedenen Stücke basiert auf sehr unterschiedlichen Datensätzen aus Neutrino-Observatorien in der Tiefe des antarktischen Eises (IceCube) und der Tiefsee des Mittelmeeres (KM3NeT). Diese zeichnen in der Dunkelheit ultrakurze Lichtfronten auf, die von hochenergetischen Teilchen ausgelöst werden, die die Stränge von unzähligen hochsensiblen Lichtdetektoren durchwandern. In diesen von kosmischer Strahlung ausgelösten Lichtbewegungen suchen die Forscher:innen nach Spuren der sogenannten Geisterteilchen: den Neutrinos.
Das KG17
Das KG17 ist ein ehemaliges Wasserkraftwerk in der Kirchgasse 17 im Innsbrucker Stadtteil Mühlau. Es wurde 1906/1907 von der Lodenfabrik Weyrer errichtet und war bis 2006 in Betrieb. Seit 2021 dient das denkmalgeschützte Gebäude als Kultur- und Veranstaltungsort. Einmal pro Jahr organisieren Helga Madera und Gerhard Kerschbaumer ein Sonderprojekt, das einen besonderen Bezug zu diesem historischen Ort herstellt.
Historischer Rückblick: Die Entdeckung der kosmischen Strahlung
In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts begann man in der Physik langsam zu verstehen, dass Elementarteilchen aus den Tiefen des Alls auf die Erde einwirken, die wesentlich seltener sind als die Teilchen des Sonnenwinds, aber viel höhere Energien aufweisen. Diese bestehen maßgeblich aus extrem beschleunigten Atomkernen, von denen ein Großteil in der Atmosphäre mit Molekülen der Luft kollidieren. Diese lösen eine Kaskade sich abschwächender Sekundärteilchen aus, die auch als Luftschauer bezeichnet werden. Auf dem höher gelegenen Hafelekar kommen deshalb energiereichere Teilchen an als in Innsbruck. Auf Normalhöhe durchdringen immerhin noch rund 100.000 dieser unsichtbaren Sekundärteilchen pro Stunde einen menschlichen Körper.
In Versuchen mit einem Heißluftballon konnte der spätere Physiknobelpreisträger Victor Franz Hess (1883¬–1964) im August 1912 diese kosmische Strahlung, die er noch als Höhenstrahlung bezeichnete, nachweisen. Entgegen der Annahme, dass die geladenen energetischen Teilchen aus dem Erdkern stammen und mit Entfernung von der Erde abnahmen, stellte er auf 5.000 Meter Höhe eine Zunahme der ionisierenden Strahlung fest. Ein eindeutiger Beweis, dass diese Teilchen aus dem All stammen. Dabei musste er mit einiger Kritik rechnen, denn viele Kollegen bezweifelten, dass der Weltraum eine Strahlungsquelle sein könne.
Forschung auf dem Hafelekar bei Innsbruck
Nach seiner Berufung an die Universität Innsbruck konnte Victor Franz Hess 1931 auf dem Hafelekar eine Station für Ultrastrahlungsforschung realisieren. Die 2300 Meter über dem Meer gelegene Forschungsstation war durch die Innsbrucker Nordkettenbahn gut zu erreichen und die bereits vorhandenen Gebäude ermöglichten eine schnelle Einrichtung der Station.
Zu Beginn der 1930er Jahre war diese unsichtbare Strahlung, insbesondere seltene hochenergetische kosmische Kernteilchen, kaum zu beobachten, da man sie nur schwer registrieren und bildlich festhalten konnte. Der Gamechanger waren die besonders dicken Kernspurplatten von Marietta Blau (1884–1970) und Hertha Wambacher (1903–1950), mit denen über längere Zeit Spuren gesammelt werden konnten. 1937 exponierten sie einen vertikalen Stapel von 11 photographischen Platten auf der Höhenstation für ganze vier Monate. Eine besondere Entdeckung war bei der Auswertung der Platten am Institut für Radiumforschung in Wien, dass die kosmische Strahlung in den Platten nicht nur gerade Spuren im photographischen Silber hinterließ, sondern auch Spuren, die sternförmig in einem Punkt zusammenliefen: Dies war ein klares Indiz, dass die hochenergetischen Teilchen der kosmischen Strahlung ganze Atomkerne direkt in der Silberemulsion zertrümmern konnten, deren geladene Fragmente vom Kollisionsort ausgehend dann diese Spuren hinterließen. Diese „Zertrümmerungssterne“ waren eine wissenschaftliche Sensation. Dieses „Golden Event“ war ein Meilenstein in der Geschichte der experimentellen und theoretischen Physik vergleichbar den „Demoiselles d'Avignon“ Pablo Picassos in der Kunst.
Eine nahezu vergessene Pionierin der Physik: Marietta Blau (1894–1970)
Bis zu diesem Erfolg war es für die im persönlichen Umgang zurückhaltende Marietta Blau ein weiter, aber erfolgreicher Weg. Sie entstammte einer in Wien ansässigen jüdischen Familie. Der Vater Markus Blau war Rechtsanwalt und beschäftigte sich zudem mit der Herausgabe von Musikwerken. Marietta hatte drei Brüder, von denen der Erstgeborene bereits im Kindesalter starb.
Nach dem Abitur immatrikulierte sich Blau im November 1914 an der Universität Wien in den Fächern Physik und Mathematik. Bereits im März 1919 schloss sie ihre Promotion mit einer Arbeit zu einem radiologischen Thema ab. Die wissenschaftliche Beschäftigung mit Problemen radioaktiver Strahlung sollte sie in ihrem Forscherleben sowohl in praktischen Versuchen als auch in theoretischen Untersuchungen begleiten.
Blau war in der Zwischenkriegszeit als Physikerin europaweit aktiv. Sie arbeitete unter anderem in Berlin, Frankfurt und Göttingen, hatte Forschungskooperationen in London und Schweden. In Paris arbeitete sie 1933 mit Marie Curie zusammen. Da ihre Mutter nach dem Tod des Vaters auf Unterstützung angewiesen war, kehrte sie auf eine unbezahlte Stelle am Radiuminstitut in Wien zurück. Dort stellte sie bereits 1925 ein Verfahren vor, mikroskopische Spuren von geladenen Wasserstoffkernen (Protonen) direkt als gestrichelte Schwärzungslinien in photographischen Emulsionen festzuhalten. In Wien betreute sie wissenschaftliche Qualifikationsarbeiten u.a. von Hertha Wambacher, mit der sie in den 1930er Jahren enger zusammenarbeitete.
Marietta Blaus Forschungen nach dem Anschluss Österreichs
Ein jäher Einschnitt folgte nur ein Jahr nach der Entdeckung der „Zertrümmerungssterne“. Der Anschluss Österreichs an Deutschland im März 1938 brachte für viele Forscher:innen gravierende Änderungen mit sich. Victor Franz Hess, der 1936 den Nobelpreis erhalten hatte, ging nach seiner Zwangspensionierung ohne Bezüge in die USA. Auch die jüdische Forscherin Marietta Blau musste vor den Nazis fliehen. Nach einer Zwischenstation an der Universität Oslo im Frühjahr 1938 konnte sie auf Empfehlung von Albert Einstein eine Stelle in Mexiko antreten, aber ohne ausreichende Forschungsinfrastruktur und mit einem hohen Lehrdebutat waren ihre Möglichkeiten hier sehr eingeschränkt. Erst mit der Übersiedlung in die USA im Jahr 1944, wo sie unter anderem an der Entwicklung eines Teilchenbeschleunigers mitarbeitete, konnte Marietta Blau ihre Expertise in der Entwicklung von Kernspurplatten wieder einbringen.
Anerkennung der Forschungsleistung von Frauen
Marietta Blau wurde mehrfach für den Nobelpreis vorgeschlagen, kam aber nie zum Zug. Die Lorbeeren für die Entwicklung der photographischen Methode zum Nachweis von Teilchen wurde 1950 Cecil F. Powell zugesprochen. Der Vorschlag von Erwin Schrödinger, die Forschungsleistungen von Marietta Blau und Hertha Wambacher mit dem Preis zu würdigen, wurde nicht berücksichtigt. Das ist nur ein Beispiel für die mangelnde Anerkennung, die Arbeiten von Frauen erfahren haben, obwohl sie in der Physik Großes geleistet haben. Ähnlich erging es u.a. auch Lise Meitner. Mit ULTRA | memoria cosmica soll an diese Leistungen von Frauen erinnert werden. In einer Podiumsdiskussion mit Forscherinnen der Universität Innsbruck wird eine Brücke zur Situation heute geschlagen.
Bezug zur historischen Forschung in ULTRA | memoria cosmica
Auf das Leben von Marietta Blau und die Bedeutung der bahnbrechenden Entdeckung, die sie gemeinsam mit Wambacher 1937 machte, geht im Nebenraum eine kleine begleitende Ausstellung ein, Dort werden auch Reproduktionen von Kernspurplatten gezeigt, in denen geladenen Teilchen unterschiedlich starke mikroskopische Schwärzungsspuren hinterlassen haben. Am Hafelekar konnte mit dieser Methode in Form der Zertrümmerungssterne zum ersten Mal eine kernphysikalische Interaktion von hochenergetischen kosmischen Teilchen bildlich festgehalten und nachgewiesen werden.
Erforschung kosmischer Strahlung heute: Neutrino-Observatorien am Südpol und im Mittelmeer
Die Erforschung von kosmischer Strahlung hat sich in den letzten 100 Jahren technisch enorm weiterentwickelt. Heute wird nur zu ganz besonderen Zwecken mit speziellen photographischen Emulsionen gearbeitet. Vielmehr werden u.a. hochsensible elektronische Lichtsensoren eingesetzt, um die von den Teilchen ausgelösten Lichtbewegungen einzufangen und daraus Rückschlüsse über die kosmische Strahlung zu ziehen. Das IceCube Neutrino Observatorium, kurz IceCube, ist das größte und „verrückteste Teleskop der Welt“. Mit über 5000 Lichtdetektoren, die an Strängen bis in 2,5 km Tiefe ins antarktische Eis eingelassen sind, misst es am Südpol in absoluter Dunkelheit minimale Leuchterscheinungen – sogenannte Tscherenkovstrahlung. Diese Lichtblitze gehören zu den wenigen Indizien für die Existenz der sogenannten „Geisterteilchen“ – den extrem schwach wechselwirkenden Neutrinos –, von denen Milliarden pro Sekunde nicht nur unbemerkt durch einen Fingernagel fliegen, sondern problemlos die ganze Erde durchdringen.
Im Unterschied zu den im Eis eingefrorenen kugelförmigen Lichtdetektoren werden in dem im Aufbau sich befindenden Tiefsee-Observatorium KM3NeT Lichtbewegungen in den dunklen Tiefen des Mittelmeers vor der Küste von Toulon/Frankreich (ORCA) und vor Sizilien/Italien (ARCA) gemessen. Die Stränge mit Detektoren sind hierbei auf dem Meeresgrund verankert. Der Vorgänger dieser Tiefseeobservatorien war ANTARES, das bis 2022 unweit von ORCA operierte.
Für seine Klanglaboratorien arbeitet Tim Otto Roth mit Daten aus diesen Observatorien als einer Art „natürliche Partitur“: Jeder Detektor entspricht hierbei einer Stimme in einem Orchester. Passiert Licht einen Detektor wird eine Note verzeichnet, deren Tonhöhe proportional zur Energie des gemessenen Lichts ist. Jeweils eine Stimme wird einem Lautsprecher zugeordnet. Die Anordnung der Lautsprecher nimmt die Topologie der Neutrino-Observatorien auf. Allerdings verwendet er nicht nur die Lichtbewegungen, die die Wissenschaftler:innen auf eine Neutrino-Interaktion zurückführen, sondern er arbeitet auch mit den ungefilterten Rohdaten, bei denen das niederfrequente Rauschen der einzelnen Lichtdetektoren aber auch ‚gewöhnliche‘ kosmische Strahlung auf vielfältige Weise in Kompositionen übersetzt werden.
ULTRA als entschleunigendes Gesamtkunstwerk
Die gemessenen Lichtbewegungen im Eis und in der Tiefsee sind so schnell, dass wir sie nicht wahrnehmen können. Daher werden sie von Tim Otto Roth extrem von der Licht- zur Schallgeschwindigkeit verlangsamt und die variierenden Energien als Bewegungen von unterschiedlich hohen Tönen übersetzt. Als Töne verwendet Roth einfache Tonfunktionen, wie weiche Sinustöne oder maschinell klingende Dreieckswellen, die sich zu ortspezifischen Klängen im Raum mischen, aber auch gefiltertes Rauschen kommt zum Einsatz. Durch die Wahl der Tonfunktion, des Frequenzspektrums der übersetzten Töne, aber auch des Metrums – sprich des Entschleunigungsgrades – entstehen sehr unterschiedliche Interpretationen der kosmischen Partituren. Dies erlaubt einen viel größeren kompositorischen Gestaltungsspielraum als bei einem rein visuellen Zugang: Ein und derselbe Datensatz kann somit völlig anders erklingen, ohne jedoch dessen wissenschaftlichen Gehalt zu verändern. Die dafür eigens entwickelte Kompositionsmethode setzt Roth aber auch für diverse „Capricci“ ein, künstliche Bewegungen, die z.B. durch ein einfaches kombinatorisches Spiel komplexe tonale Schichtungen generieren. Komplementär werden die verschiedenen Tonhöhen durch das Aufleuchten der Lautsprecher in Spektralfarben von rot zu blau für tiefe bis hohe Töne auch visuell erfahrbar – das Environment wandelt sich zum elektroakustischen Musiktheater.
Mit dem Titel „Ultra“ (lat. jenseits) spielt Tim Otto Roth, der sich als promovierter Kunst- und Wissenschaftshistoriker auch eingehend mit der Geschichte der Astro(teilchen)physik beschäftigt hat, auf die ursprüngliche Bezeichnung der kosmischen Strahlung als „Ultrastrahlung“ an. Mit dem Begriff hob der Entdecker Victor Franz Hess darauf ab, dass ein bestimmter Teil der auf der Erde gemessenen Strahlung nicht von radioaktiven Zerfällen im Erdmantel herrührt, sondern von Prozessen jenseits der Erde. Gleichzeitig ist ULTRA eine Aufforderung an das Publikum sich auf Vorgänge einzulassen, die zwar omnipräsent sind, sich der beschränkten menschlichen Wahrnehmung jedoch entziehen.
Das Projekt ULTRA | memoria cosmica ist eine speziell für das KG17 konzipierte Adaption des immersiven Klanglaboratoriums [aiskju:b]. Das aus bis zu 444 leuchtenden Lautsprechern bestehende Environment ist in seiner Art weltweit einzigartig und wurde 2018 gemeinsam mit Forscher:innen der IceCube-Kollaboration von der RWTH Aachen, TU München und dem Desy in Zeuthen bei Berlin konzipiert. Als natürliche Partitur werden Daten des IceCube Neutrino-Observatoriums in der Antarktis verwandt, seit der Präsentation 2024 am Musée des Arts et Métiers in Paris auch Daten der beiden Tiefsee-Observatorien KM3NeT.
Kunst und/als Wissenschaft: Der künstlerische Ansatz von Tim Otto Roth
Der Komponist und Konzeptkünstler Tim Otto Roth (geb. 1974 in Oppenau im Schwarzwald) ist ein Grenzgänger zwischen den Welten der Bildenden Kunst und der Musik: In seinen Klanglaboratorien oder Schattentheatern denkt er das visuelle und auditive Geschehen choreographisch immer wieder komplementär zusammen und bezieht in Teilen seiner Werke, die zwischen Installation und elektroakustischem Musiktheater oszillieren, sogar Tanz mit ein. Raum spielt eine Schlüsselrolle in seinem Oeuvre. So betont er die räumlich-materielle Dimension des Klangerlebens, indem er zahlreiche von seinem Studio entworfene Klangkörper im Raum verteilt und diese in ein resonantes Verhältnis setzt: Der Raum wandelt sich so zu einem (additiven) Synthesizer, dessen polyphones Klangerlebnis sich ‚interaktiv‘ beim Begehen wandelt, in dem sich Töne der verteilten Tonquellen zu ortspezifischen Klängen mischen.
Diesen Ansatz setzte Roth 2012 erstmals als Gastmusiker im Klangdom des ZKM Karlsruhe um. Im Juni 2018 feierte seine Klanginstallation SMART>SOS am IRCAM/Centre Pompidou in Paris Premiere. Mit [aiskju:b] war er neben der Kulturkirche St. Elisabeth in Berlin, der Reaktorhalle in München sowie dem Ludwigforum für Internationale Kunst in Aachen zuletzt am Pariser Musée des Arts et Métiers zu Gast. Im Januar 2024 feierte im Rahmen des EU-Projekts ReSilence sein jüngstes entwickeltes Klanglabor, das Theatre of Memory, Premiere im Tieranatomischen Theater in Berlin. Das rotierende Lautsprecherkarussel Heaven’s Carousel, dass er 2014 erstmals in Rom zeigte, war im Sommer 2025 zu den Sonic Revolutions im Münchner Kunstareal zu Gast.
Weitere Informationen zu Tim Otto Roth unter www.imachination.net
Ein Folder mit Informationen zum Projekt ist abrufbar unter: https://tinyurl.com/cbkxu4d7
Einen klanglichen Eindruck vermittelt die Dokumentation der Präsentation im Pariser Musée des Arts et Métiers im Winter 2023/24: https://vimeo.com/897548212?share=copy
Roths Arbeit mit astrophysikalischen Daten wird im Gespräch mit der Journalistin und Astrophysikerin Sybille Anderl in der Sendung „Space Night Science“ diskutiert: https://tinyurl.com/mr3ythd6
Rahmenprogramm zur Ausstellung im KG17
05. September | 19 Uhr
Eröffnung und Präsentation der LG17 Projektes ULTRA | memoria cosmica
Kirchgasse 17, Innsbruck/Mühlau.
Tim Otto Roth ist anwesend.
19. September | 19 Uhr
Vortrag Dr. Anita Reimer: Ursprung der kosmischen Strahlung
mit anschließendem Panelgespräch mit Dr. Anita Reimer, Dr. Brigitte Mazohl, Dr. Karoline Irschara und Mag.art. Carmen Brucic
26. September
Programmtag mit einer Schulklasse
27. September | 13 Uhr
Führung zum Hafelekar, Besichtigung der Viktor Franz Hess Forschungsstation mit Einführung durch Univ.-Prof. Dr. Emmerich Kneringer
Treffpunkt: Forschungsstation Hafelekar
24. Oktober | 19 Uhr
Finissage des KG17 Projektes ULTRA | memoria cosmica
Pressekontakt
KG17
Kirchgasse 17
6020 Innsbruck / Mühlau
info@kg17.at
Tel.: +43 699 11357508
Rückfragen an das Büro von Tim Otto Roth richten Sie bitte direkt an:
Dr. Miriam Seidler
info@imachination.net
Tel.: +49 171 7813123
