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Die Masse des Axions
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Bergischen Universität Wuppertal
astronews.com
3. November 2016
Der größte Teil unseres Universums besteht aus Dunkler
Materie und Dunkler Energie. Dem Forscher, der herausfindet, um was es sich
hierbei eigentlich handelt, dürfte der Nobelpreis sicher sein. Jetzt könnte
Physikern ein erster Schritt zur Lösung des Rätsels gelungen sein: Sie
errechneten die Masse des Axions, eines potentiellen Dunkelmaterie-Kandidaten.
Der größte Teil der Masse und Energie des
Universums sind Dunkle Energie und Dunkle
Materie.
Bild: STScI / NASA |
Nach derzeitigem Verständnis sind nur etwa 15 Prozent der Materie des Universums
sichtbar, der Rest ist dunkel: Das heißt, er hat im Grunde genommen keine
Wechselwirkung mit dem Licht oder den bereits bekannten Teilchen des Universums.
Weltweit werden seit einigen Jahren große Anstrengungen unternommen, um diese
Dunkle Materie in Experimenten nachzuweisen.
Einer der attraktivsten Lösungsvorschläge für dieses Rätsel heißt "Axion". Es
handelt sich hierbei um ein hypothetisches Teilchen, welches das gesamte
Universum erfüllen könnte. Der Anteil der Dunklen Materie an der Gesamtmasse des
Universums ist bereits seit längerem aus astrophysikalischen Beobachtungen
bekannt.
Um das hypothetische Axion aber experimentell nachweisen zu können, ist es
erforderlich, auch seine Masse - zumindest in gewissen Grenzen - zu kennen. Sie
ist nach theoretischen Überlegungen proportional zu der Häufigkeit mit der sich
die topologische Quantenzahl des frühen Universums ändert.
Der deutsch-ungarischen Forschergruppe um Prof. Dr. Zoltán Fodor von der
Bergischen Universität Wuppertal gelang es in groß angelegten
Computerberechnungen nun erstmals, die Rolle von Axionen bei der Entwicklung des
frühen Universums zu klären. Ein besonders wichtiges Ergebnis hierbei ist die
erstmalige Bestimmung der Masse des Axions.
Diese Information können zukünftige Experimente nutzen, um präzise und
fokussiert nach Axionen zu suchen. Entsprechende experimentelle Vorschläge für
diesen bislang weitgehend unerforschten Massenbereich wurden ebenfalls
ausgearbeitet und von der Gruppe skizziert.
"Es ist davon auszugehen, dass die vorgelegten Ergebnisse zu einem Wettlauf um
die Entdeckung dieser Teilchen führen werden", so Prof. Fodor. Ihre Entdeckung
würde nicht nur das Problem der Dunklen Materie des Universums lösen, sondern
gleichzeitig die Frage beantworten, warum die starke Wechselwirkung so
überraschend symmetrisch ist.
Über ihre Ergebnisse berichtete das Team in einem Fachartikel in der
Wissenschaftszeitschrift Nature.
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