Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Forschung : Artikel [ Druckansicht ]

 
DUNKLE MATERIE
Lauschen auf ein Läuten der WIMPs
von Stefan Deiters
astronews.com
26. Februar 2008

Daran, dass es Dunkle Materie gibt, zweifelt kaum ein Physiker, doch um was es sich bei diesem mysteriösen Material handeln könnte, darüber gehen die Meinungen auseinander. In einer Mine in Minnesota warten Forscher darauf, dass ihnen einer der Hauptverdächtigen ins Detektornetz geht, ein Weakly Interacting Massive Particel, kurz WIMP. Bis jetzt haben sie - trotz leistungsfähiger Apparaturen - noch keinen einzigen entdeckt.

CDMS-Detektor

Einer der Detektoren des CDMS-Experiments. Foto: Fermilab

Dem bisherigen Null-Ergebnis des Cyrogenic Dark Matter Search (CDMS)-Experiments können die Physiker auch durchaus positive Seiten abgewinnen: "Mit unseren neuen Ergebnissen sind wir der Konkurrenz weit voraus", ist sich etwa Blas Cabrera von der Stanford University sicher. "Wir haben inzwischen die schärfsten Grenzwerte dafür ermittelt, wie oft Dunkelmaterie-Teilchen mit normaler Materie wechselwirken und wie schwer sie sein können - insbesondere im derzeit favorisierten Massenbereich von mehr als 40 Protonenmassen. Unsere Detektoren sind nun empfindlich genug, um WIMPs zu hören, auch wenn sie die 'Glocken' unserer Detektoren nur zwei Mal im Jahr zum Läuten bringen. Allerdings haben wir bislang nichts gehört."

WIMPs, die Abkürzung steht für Weakly Interacting Massive Particels also "schwach wechselwirkende massereiche Partikel", sind einer der führenden Kandidaten für die geheimnisvolle Dunkelmaterie, die nach allen Beobachtungen einen Großteils der Masse des Universums auszumachen scheint. Eine Besonderheit dieser von manchen Theorien geforderten Teilchen ist es, dass sie praktisch gar nicht mit normaler Materie wechselwirken. Milliarden von ihnen könnten also in jeder Minute durch unseren Körper hindurch fliegen, ohne dass wir etwas davon bemerken oder sie irgendeinen Schaden anrichten würden. Das macht natürlich auch die Entdeckung solcher WIMPs enorm schwierig.

Werbung

"Wir sind schon enttäuscht, dass wir bislang noch keine WIMPs gesehen haben", gibt Bernard Sadoulet von der University of California in Berkeley zu. Trotzdem würden die bisherigen Resultate die Leistungsfähigkeit der Anlage unter Beweis stellen und für die Zukunft hoffen lassen.

Die Teilchenphysiker vermuten, dass WIMPs in ganz seltenen Fällen mit normaler Materie - und damit auch mit einem Detektor - reagieren. Und genau auf diese seltenen Ereignisse baut das CDMS-Experiment: Es befindet sich in einer Mine im amerikanischen Minnesota, so dass die Detektoren von kosmischer Strahlung und anderen Teilchen bestmöglich abgeschirmt sind. Bei einer Temperatur nur wenig über dem absoluten Nullpunkt betreiben die Wissenschaftler dort ihre Detektoren aus Germanium. Die Hoffnung ist, dass irgendwann einmal ein WIMP ein Germanium-Atomkern trifft und dadurch das Germanium-Kristallgitter in Schwingungen versetzt. Diese könnte man dann registrieren.

Bis heute wurde allerdings nichts gemessen, doch auch daraus lassen sich Schlüsse ziehen: Hätten WIMPs beispielsweise die 100-Fache Masse eines Protons, müssen sie seltener als nur wenige Male pro Jahr mit einem Kilogramm Germanium kollidieren - andernfalls hätte man sie bereits entdecken müssen. "Die Natur der Dunklen Materie ist eines der größten Rätsel der Teilchenphysik und der Kosmologie", so Dr. Dennis Kovar vom Office of Science des US-Energieministeriums. "Wir können dem CDMS-Team nur gratulieren, dass sie mit einer neuen Empfindlichkeit nun neue Grenzwerte für die Suche nach Dunkler Materie setzen können."

"Beobachtungen mit Teleskopen zeigen wieder und wieder, dass Dunkle Materie existiert. Sie hält alle kosmischen Strukturen zusammen, auch unsere Milchstraße. Könnte man WIMPs nachweisen, wüsste man endlich, welcher Natur diese Dunkle Materie ist, die eine so wichtige Rolle bei Entstehung und Entwicklung von Galaxien im Universum spielt", ergänzt Joseph Dehmer, Direktor des Fachbereichs Physik bei der National Science Foundation der USA.

Würde man WIMPs entdecken, müsste man das Standardmodell der Teilchenphysiker entsprechend ergänzen. Es wäre ein wichtiger Schritt zur experimentellen Bestätigung eines ganzen Satzes von theoretischen Konzepten, die zwar elegant einige Probleme  lösen, aber bislang im Experiment noch nicht bestätigt wurden. Mit dem CDMS-Experiment und den ersten jetzt vorgestellten Resultaten, können diese Theorien einem Test unterzogen werden.

"Unsere Resultate liefern wichtige Randbedingungen für theoretische Modelle wie Supersymmetrie und Theorien mit zusätzlichen Dimensionen der Raumzeit, die die Existenz von WIMPs vorhersagen", erklärt Dan Bauer, CDMS-Projektmanager am Fermilab. "Für WIMP-Massen, die von diesen Theorien vorhergesagt werden, sind wir nun wieder der empfindlichste Detektor auf der ganzen Welt." Bislang war dies das Xenon 10-Experiment im italienischen Gran Sasso.

Forum
Auf der Suche nach WIMPs. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Edelweiss II: Jagd nach den WIMPs beginnt - 4. April 2006
Physik: Was wiegt ein Neutrino? - 12. Juli 2005
Neutrinos: KATRIN soll Neutrinomasse bestimmen - 6. Juli 2001
Neutrinos: Preis für obere Massengrenze - 23. Mai 2001
Links im WWW
CDMS Experiment
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
Werbung
Werbung
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2017. Alle Rechte vorbehalten.  W3C

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2017
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: http://astronews.com/news/artikel/2008/02