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DUNKLER SEKTOR
Suche nach Dunkler Materie und Energie
Redaktion / Pressemitteilung der Universität Mainz
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19. Mai 2016

In einem neuen, vom Europäischen Forschungsrat geförderten Projekt soll in Mainz nach den Teilchen der Dunklen Materie und Komponenten der Dunklen Energie gefahndet werden. Geplant ist, mit bislang noch nicht angewandten Methoden und neuen Instrumenten eine möglichst breite Palette möglicher Kandidaten genauer unter die Lupe zu nehmen.

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95 Prozent der Masse und Energie des Universums sind Dunkle Energie und Dunkle Materie. Bild: STScI / NASA

Prof. Dr. Dmitry Budker erhält für ein neues Projekt zur Suche nach Dunkler Materie und Dunkler Energie eine Förderung des Europäischen Forschungsrats über 2,5 Millionen Euro. Budker kam Anfang 2014 von der University of California in Berkeley an die Johannes Gutenberg-Universität Mainz, wo er eine Professur für Experimentelle Atomphysik innehat und Sektionsleiter am Helmholtz-Institut Mainz (HIM) ist. Mit einem neuen Ansatz will er sich auf die systematische Suche nach Teilchen begeben, die die Dunkle Materie bilden, und nach Komponenten der Dunklen Energie suchen.

Dunkle Materie und Dunkle Energie sind eines der großen Rätsel der Physik. Zusammengefasst auch als "Dunkler Sektor" bezeichnet, machen sie rund 95 Prozent des Universums aus. Der Europäische Forschungsrat hat nun für das Projekt "Experimental Searches for Oscillating and Transient Effects from the Dark Sector" einen ERC Advanced Grant bewilligt, die höchstdotierte Fördermaßnahme der EU, die an herausragende Forscher vergeben wird. Die Förderung wird ab 2016 für fünf Jahre gewährt.

Geplant ist ein neuartiges, auf Magnetresonanz und Magnetometrie beruhendes Experiment aufzusetzen, um Signaturen vom Dunklen Sektor aufzuspüren. "Bisher gibt es noch keine beweiskräftige Beobachtung von Teilchen oder Feldern des Dunklen Sektors", erklärt Budker die Ausgangslage. "Wir planen Experimente, die eine direkte Ankopplung an den Dunklen Sektor ermöglichen und damit eine systematische Suche nach den beteiligten Teilchen oder Feldern erlauben."

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Die Experimente, so die Hoffnung Budkers, könnten ganz neue Perspektiven für zahlreiche Forschungsfelder eröffnen - von der Teilchenphysik bis zur Astrophysik und Kosmologie, aber auch grundlegend für eine neue Physik, die über das Standardmodell hinausgeht. Weltweit arbeiten Wissenschaftler mit unterschiedlichen Methoden an der Erforschung der Dunklen Materie und der Dunklen Energie.

Hinweise auf Dunkle Materie wurden Anfang der 1930er-Jahre entdeckt, bis heute ist jedoch völlig unklar, aus was genau sie besteht. Das Universum setzt sich zu etwa einem Viertel aus Dunkler Materie zusammen, während unsere normale, sichtbare Materie nur fünf Prozent beisteuert. Den Großteil des Weltalls macht mit rund 70 Prozent die Dunkle Energie aus, die für die beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich ist und über die wir noch weniger wissen als über die Dunkle Materie.

Budker und sein Team möchten sich nun mit bisher noch nicht eingesetzten Methoden, die auf Netzwerken hochpräziser Magnetometer und Methoden mittels Kernspinresonanz beruhen, auf die Suche machen. Die Bauteile und Methoden, die im Rahmen des Projekts entwickelt werden, stellen Budker zufolge die entscheidenden Komponenten für die einmalige Suche nach einer breiten Palette möglicher Kandidaten dar.

ERC Advanced Grants werden an herausragende Wissenschaftler vergeben, um Projekte durchzuführen, die aufgrund ihres innovativen Ansatzes als hochriskant gelten, die dadurch aber erst neue Wege in dem jeweiligen Forschungsfeld eröffnen. Die Förderung erhalten nur Forscher, die bereits bedeutende Errungenschaften vorweisen können und die mindestens seit zehn Jahren auf international höchstem Niveau erfolgreich gearbeitet haben. Ausschlaggebend für die Förderung des ERC ist allein die wissenschaftliche Exzellenz der Forschenden und ihres Forschungsprojekts.

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siehe auch
XENON1T: Suche nach Signal der Dunklen Materie - 11. November 2015
XENON100: Kein Signal der Dunklen Materie - 21. August 2015
WIMPs: Neue Grenzen für Dunkelmaterie-Partikel - 14. April 2011
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Dunkle Materie: Lauschen auf ein Läuten der WIMPs - 26. Februar 2008
Edelweiss II: Jagd nach den WIMPs beginnt - 4. April 2006
Links im WWW
AG Budker am Institut für Physik der JGU
Universität Mainz
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