Forscher entkräften angeblichen Nachweis von Dunkler Materie

23. August 2015, 17:12
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Team des Dunkle-Materie-Detektors Xenon100 untersuchte Behauptung von Kollegen des DAMA/LIBRA-Experiments

Bern/Zürich/Wien – Nicht nur die Dunkle Energie weigert sich beharrlich, sich nachweisen zu lassen, auch ihre nicht minder geheimnisvolle "kleine Schwester" wahrt weiter ihr Geheimnis: die Dunkle Materie. Diese macht gemäß dem derzeitigen kosmologischen Modell immerhin knapp 27 Prozent der Energie bzw. Materie des Universums aus: Weniger als die Dunkle Energie (gut 68 Prozent), aber bedeutend mehr als alles, was wir an sichtbarer Materie kennen (knapp 5 Prozent).

Doch was die Dunkle Materie ist und welches Teilchen dafür verantwortlich sein könnte, ist bis heute unbekannt. Nur die Forschenden des DAMA/LIBRA-Experiments im unterirdischen Gran Sasso Labor in Italien glauben, dass es bereits seit Jahren seine Spuren in ihren Daten hinterlässt. Schweizer Forscher des konkurrierenden Dunkle-Materie-Detektors Xenon100 haben diese schon 14 Jahre alte Behauptung nun widerlegt.

Überprüfung ...

"Der Xenon100-Detektor gehört zu den weltweit präzisesten, dennoch war es uns nicht möglich, damit Dunkle Materie nachzuweisen", ließ sich Marc Schumann von der Universität Bern in einer Mitteilung der Hochschule zitieren.

Das Xenon100-Konsortium legt seine Resultate in zwei Fachartikeln in "Science" und "Physical Review Letters" dar. Im Zentrum steht die Annahme, dass sich Dunkle Materie durch Zusammenstöße mit Atomen bemerkbar machen soll – im Fall von Xenon100 mit Atomen des Edelgases Xenon, aus dem der Teilchendetektor besteht.

Zusätzlich sollte die Bewegung der Erde um die Sonne zu einer jahreszeitlichen Schwankung dieses Signals führen. Das DAMA/LIBRA-Experiment hat mit seinem Natriumiodid-Detektor eine solche Schwankung gemessen – und als Hinweis auf Dunkle Materie interpretiert. Dies stehe jedoch im Widerspruch zu anderen Ergebnissen, sagte Laura Baudis von der Universität Zürich, die am Xenon100-Experiment arbeitet.

... und Widerlegung

Die DAMA/LIBRA-Forscher konterten, dass die Dunkle-Materie-Teilchen eben nicht mit Atomkernen, sondern mit Elektronen in der Atomhülle zusammenstoßen. Das konnten sie aber nicht nachprüfen, weil ihr Experiment nicht zwischen Atom- und Elektronenkollisionen unterscheiden kann.

Xenon100 hingegen, der zum Schutz vor störender kosmischer Strahlung ebenfalls im Gran-Sasso-Labor unter 1.400 Meter Fels liegt, kann dies. Keines der untersuchten Modelle habe der Überprüfung durch Xenon100 standgehalten, lautete das Fazit der Schweizer Forscher. Folglich lasse sich das DAMA/LIBRA-Ergebnis auch nicht mit Dunkler Materie erklären, die nur von Elektronen gestreut wird.

"Engmaschigeres Netz" gebraucht

Die neuen Ergebnisse bedeuten laut Schumann jedoch nicht, dass Dunkle Materie nicht existiert. Er vergleicht die flüchtigen Teilchen mit sehr kleinen Fischen im Meer. "Wir wissen, dass sie existieren, unsere Netze sind einfach noch nicht engmaschig genug, um sie einzufangen."

Die Forschenden hoffen, dass das 100-mal empfindlichere Nachfolgemodell Xenon1T, das derzeit im Gran Sasso installiert wird, so ein engmaschigeres Teilchen-Fangnetz sein wird. (APA/red, 23. 8. 2015)

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