Suche nach Dunkler Materie Wie Sie sehen, sehen Sie nichts

Woraus besteht die Dunkle Materie, die mehr als ein Viertel unseres Universums ausmacht? Das bisher sensibelste Experiment dazu hat nun seine Arbeit eingestellt - ohne Antworten zu finden.

Xenon-Zylinder des Lux-Experiments (Oktober 2012)
AP / Courtesy Sanford Lab / Matt Kapust

Xenon-Zylinder des Lux-Experiments (Oktober 2012)


Mit immer neuen Instrumenten haben Forscher nach den geheimnisvollen Teilchen der Dunklen Materie gesucht. Sie sind in Berge in Australien, den USA, Kanada, Italien, Spanien, Großbritannien, Italien und China gekrochen - weil das darüber liegende Gestein die ideale Abschirmung gegen kosmische Strahlung liefert. Doch die Detektoren haben bisher nicht allzu viel gemessen, was bei der Suche weiterhalf.

Und gerade ist eine neue Nicht-Entdeckung dazugekommen: Forscher des Large Underground Xenon (Lux) Experiments in der Sanford Underground Research Facility, einem Untergrundlabor im US-Bundesstaat South Dakota, haben auf einer Fachkonferenz im britischen Sheffield offiziell erklärt, dass sie nicht fündig geworden sind.

Der Lux-Detektor war der bisher sensibelste seiner Art. Sein letzter Suchlauf dauerte von Oktober 2014 bis Mai 2016. Gefahndet wurde nach schwach wechselwirkenden massereichen Teilchen. Auf Englisch werden sie als "weakly interacting massive particle" bezeichnet, abgekürzt Wimp. Und das wiederum bedeutet Schwächling.

Testen Sie Ihr Wissen über Teilchenphysik:

Das ist ein passender Name. Denn Dunkle Materie interagiert kaum mit normaler Materie. Etwa 100.000 Wimps dürften pro Sekunde durch eine Fläche von der Größe unseres Daumennagels rasen - ohne dass etwas passiert, so schätzen Forscher. Das Kalkül der Xenon-Detektoren wie Lux lautet nun: Gelegentlich könnten sich die Geisterteilchen wohl doch verraten - bei Kollisionen mit Atomen normaler Materie, im konkreten Fall geht es um tiefgekühltes Xenon.

Darin wird dann von sensiblen Detektoren nach zwei Lichtblitzen gesucht. Der erste müsste entstehen, wenn ein Wimp, so es denn existiert, auf ein Xenon-Atom trifft. Weil dabei auch ein Elektron frei wird, gibt es einige Zeit danach auch noch einen zweiten Blitz - wenn das negativ geladene Teilchen unter Hochspannung zum Rand des flüssigen Xenons wandert und dort in die Gasphase übertritt.

Dass Lux nun keine Wimps gefunden hat, bedeutet nicht, dass sie nicht existieren. Aber es schränkt den Bereich weiter ein, in dem Forscher nach ihnen suchen müssen - zum Beispiel mit dem noch sensibleren Detektor Xenon 1T im Gran-Sasso-Labor unter den Abruzzen in Italien.

Erfahren Sie hier mehr über dieses Experiment:

Auch am Sanford Underground Laboratory entsteht ein neuer, noch sensiblerer Xenon-Detektor namens Lux-Zeplin. Er soll ungefähr ab 2020 messen. Auch am Teilchenbeschleuniger LHC am Cern in Genf sucht man nach Hinweisen.

Schwierig wird es, wenn sich auch dann keine Wimps finden lassen. Dann müssen die Wissenschaftler ernsthaft in Erwägung ziehen, dass die Dunkle Materie doch aus etwas anderem Besteht. Ein Kandidat dafür sind sogenannte Axionen. Diese werden unter anderem beim sogenannten ADMX-Experiment an der University of Washington in den USA gesucht - bislang ebenfalls ohne Erfolg.

Anmerkung der Redaktion: In einer früheren Version dieses Artikels wurde die Lage des Gran-Sasso-Labors falsch beschrieben. Wir bitten, den Fehler zu entschuldigen.

chs

Mehr zum Thema


Forum - Diskussion über diesen Artikel
insgesamt 166 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
Seite 1
Emmi 22.07.2016
1. Modelle...
"Schwierig wird es, wenn sich auch dann keine Wimps finden lassen. Dann müssen die Wissenschaftler ernsthaft in Erwägung ziehen, dass die Dunkle Materie doch aus etwas anderem Besteht." ...oder dass das Modell mit der Dunklen Materie doch nicht stimmt. Ist ja nicht so, dass man irgendwo her wüsste, dass es die wirklich gibt. Es ist halt nur ein Modell, das bestimmte beobachtete Effekte zu erklären versucht und das man zu bestätigen versucht. Dann müsste evtl. ein anderes Modell her...
wind_stopper 22.07.2016
2. Man moege sich mal vorstellen,
wie weit man Krebsforschung mit diesen Geldern gebracht haette? Ich bin ja schon fuer Grundlagenforschung, aber es gibt doch im Moment wirklich dringendere Forschungsbereiche, als nach evtl. nicht-existierenden Teilchen zu suchen. Denn, ob es die nun gibt oder nicht, macht fuer die Menschheit keinen Unterschied.
mapcollect 22.07.2016
3.
Zitat von wind_stopperwie weit man Krebsforschung mit diesen Geldern gebracht haette? Ich bin ja schon fuer Grundlagenforschung, aber es gibt doch im Moment wirklich dringendere Forschungsbereiche, als nach evtl. nicht-existierenden Teilchen zu suchen. Denn, ob es die nun gibt oder nicht, macht fuer die Menschheit keinen Unterschied.
Offensichtlich sind sie gegen Grundlagenforschung. Aber ohne Grundlagenforschung wäre die Medizin bei weitem nicht auf dem heutigen Stand. Und um sie zu beruhigen: Für Krebsforschung wird ein vielfaches ausgegeben. Und noch mehr Geld wird für Pharmamarketing ausgegeben.
druck_im_topf 22.07.2016
4. Alle nur noch Krebsforscher
@wind_stopper, man stelle sich vor, alle würden nur zum Thema Krebs forschen. Wo käme dann das ganze Wissen her, welches Krebsforschung erst ermöglicht? Sicherlich ist Grundlagenforschung ein recht undefiniertes Vorhaben bezüglich der Endergebnisse. Sinnlos wird es dadurch trotzdem nicht. MfG
brehn 22.07.2016
5. Formulierung
Wenn man schon über Themen der Wissenschaft berichten will, sollte man doch zumindest auch auf eine wissenschaftlich einwandfreie Begriffswahl und Formulierung achten. "Woraus besteht die Dunkle Materie, die mehr als ein Viertel unseres Universums ausmacht?" ist falsch, richtig müsste es heißen: "Woraus könnte die Dunkle Materie bestehen, die nach gängiger Theorie mehr als ein Viertel unseres Universums ausmachen soll?"
Alle Kommentare öffnen
Seite 1
Diskussion geschlossen - lesen Sie die Beiträge! zum Forum...

© SPIEGEL ONLINE 2016
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH


TOP
Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.