Keine Dunkle Materie in Sicht
Physiker aus aller Welt suchen seit Langem nach Beweisen für die Existenz von Dunkler Materie. Diese unsichtbare Komponente des Universums macht nach den neuesten Ergebnissen der Astrophysik und Kosmologie mehr als 80 Prozent aller Materie aus. "Wir haben Belege für die Existenz von Teilchen der Dunklen Materie gefunden", verkündete ein Forscherverbund ("DAMA/LIBRA") vor einiger Zeit. Andere Experimente konnten diese Ergebnisse nicht reproduzieren. Ein internationaler Verbund, an dem auch Prof. Dr. Christian Weinheimer vom Institut für Kernphysik der WWU beteiligt ist, widerlegt nun durch neue Analysen die Interpretation ihrer Fachkollegen sowie Modelle, die die widersprüchlichen Ergebnisse erklären sollten.
Experimente in Untergrundlaboren spielen bei der Fahndung nach Dunkler Materie eine zentrale Rolle, denn diese Labore liegen tief im Fels, der die durch kosmische Strahlung verursachten Störsignale abschirmt. Auf diesem Weg wollen die Wissenschaftler Teilchen direkt nachweisen, aus denen laut theoretischen Vorhersagen die Dunkle Materie in unserer Milchstraße bestehen könnte. Die Forschergruppe mit münsterscher Beteiligung nutzt mit dem "XENON100-Detektor" einen der empfindlichsten Detektoren weltweit. Dieser Detektor sucht im italienischen Gran-Sasso-Untergrundlabor nach Wechselwirkungen der Dunklen Materie mit Atomen des Edelgases Xenon.
Ein heißer Kandidat für Dunkle-Materie-Teilchen sind die sogenannten WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles). Die Wissenschaftler der sogenannten DAMA/LIBRA-Kollaboration meinten, in ihren Daten Belege für die Existenz von WIMPs erkannt zu haben. Die Wissenschaftler des XENON100-Experiments weisen dies nun auf der Basis neuer Analysen zurück und beenden eine wissenschaftliche Kontroverse. Ihre Ergebnisse sind unter anderem in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Science" veröffentlicht.
Dass die Wissenschaftler bislang keine Hinweise auf die Existenz Dunkler Materie gefunden haben, bedeutet nicht, dass diese nicht existiert. Die Suche geht weiter, und zwar demnächst mit "XENON1T", einem noch wesentlich größeren und 100-fach empfindlicheren Detektor als "XENON 100". Bei diesem Experiment ist die münstersche Gruppe um Christian Weinheimer für die Reinheit des Xenons verantwortlich. Sie hat den Reinigungskreislauf und eine einzigartige kryogene Destillationsanlage entwickelt.
Ausführlichere Informationen zum Thema/Pressemeldung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik: http://idw-online.de/de/news636295
Originalpublikationen:
The XENON Collaboration (2015): Exclusion of leptophilic dark matter models using XENON100 electronic recoil data. Science 21 August 2015; Vol. 349 no. 6250 pp. 851-854; DOI: 10.1126/science.aab2069
Search for Event Rate Modulation in XENON100 Electronic Recoil Data XENON Collaboration, arXiv:1507.07748 [astro-ph.CO] http://arxiv.org/abs/1507.07748 (28.07.2015), Phys. Rev. Lett. (angenommen)