Dunkle Materie gefunden?

18. Dezember 2009, 19:09
265 Postings

US-Forscher entdecken bei Experiment in einer aufgelassenen Eisenerzmine in Minnesota mögliche Signale

Chicago - Tief in einer aufgelassenen Eisenerzmine in nördlichen Minnesota in den USA könnten Physiker das bisher klarste Signal für Dunkle Materie entdeckt haben. Das ist jener geheimnisvolle Stoff, von dem man annimmt, dass er rund ein Viertel der Masse des Universums ausmacht. Ohne diese Annahme wäre schwer erklärbar, was unser sichtbares Universum formt und wodurch es zusammengehalten wird.

Das Geheimnisvolle an der Dunklen Materie ist, dass sie noch nie jemand gesehen oder konkret gemessen hat, da sie weder im optischen Bereich noch einem andere Bereich des elektromagnetischen Spektrums sichtbar ist.

Wie aber kann man je wissen, ob es Dunkle Materie gibt oder nicht? Dazu haben sich die Forscher einige Experimente überlegt. Eines wird demnächst am Cern-Teilchenbeschleuniger LHC stattfinden. Ein anderes läuft in der US-Erzmine, fast einen Kilometer unter der Erdoberfläche. Dort hat die Gruppe Cryogenic Dark Matter Search (CDMS) 30 Germanium- und Silizium-Detektoren installiert, die nahezu auf die absolute Tiefsttemperatur abgekühlt sind.

Mit diesen Detektoren fahndet man nach sogenannten Wimps, schwach wechselwirkenden massiven Teilchen, deren Masse der von Atomen gleicht oder schwerer sein soll. Solche hypothetischen Wimps sind quasi Teil der Hypothese der Dunklen Materie und interagieren normalerweise nicht mit normaler Materie, würden aber ganz selten von Atomkernen abprallen und dann in den Detektoren eine Spur winziger Energie in Form von Wärme hinterlassen.

Damit die Einwirkung anderer Teilchen minimiert ist, findet die Suche in dem alten Bergwerk tief unter der Erdboden statt. Die Detektoren wurden dabei so eingestellt, dass - wenn die Annahmen stimmen - nur 0,8-mal pro Jahr eine Interaktion mit einem Wimp stattfindet, um so "Hintergrundstrahlung" bzw. andere Interaktionen auszuschließen.

Als nun das Team von CDMS 2 die jüngste Laufzeit ihrer Detektoren von 2007 bis 2008 auswertete, gab es eine Überraschung: Die Physiker fanden Spuren von zwei Wimps, wie sie gestern bekanntgaben. Der endgültige Nachweis der Dunklen Energie sei damit aber noch nicht gelungen: Die Wahrscheinlichkeit, dass es doch etwas anderes war, beträgt immer noch eins zu vier.

Die Hoffnung der Forscher liegt nun auf einer Erweiterung des Detektorenbestandes im nächsten Jahr, was größere Klarheit bringen sollte. Am Cern jedenfalls, so berichtet der" New Scientist", habe man die Neuigkeiten aus den USA mit großem Interesse zur Kenntnis genommen. (Klaus Taschwer/DER STANDARD, Printausgabe, 19./20. 12. 2009)

  • Detektoren für Dunkle Materie. Für das Experiment werden fünf Türme mit jeweils sechs solcher Detektoren eingesetzt.
    foto: fermilab

    Detektoren für Dunkle Materie. Für das Experiment werden fünf Türme mit jeweils sechs solcher Detektoren eingesetzt.

Share if you care.