Besonders empfindliches Instrument späht nach Dunkler Materie

    18. Mai 2017, 17:36
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    XENON1T hält radioaktive "Störgeräusche" so gering wie kein anderes Messinstrument

    Zürich – Wenn das Standardmodell der Kosmologie stimmt, besteht unser Universum nur zu vier Prozent aus Materie, wie wir sie kennen, während die sogenannte Dunkle Materie 23 Prozent ausmacht (der große Rest entfiele auf die noch rätselhaftere Dunkle Energie). Das sollte Ansporn genug sein, das Wesen der immer noch hypothetischen Dunklen Materie endlich zu entschlüsseln.

    Es wäre einer der ganz großen Durchbrüche der Teilchenphysik, den direkten Nachweis für Dunkle Materie zu erbringen und ihre Eigenschaften erforschen zu können. Dafür suchen Forscher nach den extrem schwachen Wechselwirkungen zwischen (hypothetischen) Dunkle-Materie-Teilchen und normalen Teilchen. Bisher leider ohne Erfolg.

    Weiterer Versuch

    Mit dem neuen hochempfindlichen Messinstrument XENON1T der XENON-Kollaboration könnte das nun vielleicht endlich gelingen, wie die an den Forschungen beteiligte Uni Zürich mitteilte. Die ersten 30 Messtage hätten die bisher besten Messresultate geliefert, hieß es auf einer Fachkonferenz.

    XENON1T habe nämlich den bisherigen Rekord für die geringste Radioaktivität um viele Größenordnungen verbessert, hieß es. Der Hintergrund: Radioaktivität stört die Messungen. Um dieses Störrauschen möglichst gering zu halten, steht der auf dem Edelgas Xenon-basierende Detektor gut abgeschirmt im Gran-Sasso-Untergrundlabor in Italien.

    Den "Schutzschirm" bildet ein riesiger Wassertank mit hochreinem Wasser, in dem der Detektor in einer Isolierhülle bei minus 95 Grad Celsius operiert. Wenn ein Teilchen mit dem so gekühlten flüssigen Xenon im Inneren wechselwirkt, entstünden winzige Lichtblitze, schrieb die Uni Zürich. Aus diesen können die Forscher Ort der Wechselwirkung und Energie des Teilchens bestimmen und feststellen, ob es möglicherweise Dunkle Materie war.

    Dafür infrage komme aber nur, was sich im Zentrum des Detektors abspielt, der eine Tonne Xenon umfasst. Der Rest dient als weitere Abschirmschicht.

    Empfindlich, aber noch nicht fündig

    In den ersten 30 Tagen haben die XENON-Wissenschafter zwar noch keine Dunkle Materie entdeckt, aber die Daten überträfen an Empfindlichkeit alles bisher dagewesene. Die Chancen stehen also nicht schlecht, dass mit XENON1T in den nächsten Jahren der Durchbruch bei der Suche nach dieser rätselhaften Materie gelingen könnte, hoffen die Forscher. (APA, red, 18. 5. 2017)


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