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WIMPS
Neue Grenzen für Dunkelmaterie-Partikel
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik
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14. April 2011

Im italienischen Grand-Sasso-Untergrundlabor sucht ein internationales Forscherteam nach Bestandteilen der mysteriösen Dunkelmaterie. Nach Auswertung der Messdaten von 100 Tagen fanden die Wissenschaftler jedoch noch kein Indiz für die Existenz von sogenannten WIMPs, die als vielversprechendste Dunkelmaterie-Kandidaten gelten. Trotzdem sind die Ergebnisse von Bedeutung.

Hubble Deep Field
 
Ohne Dunkelmaterie hätten die Strukturen im All kaum entstehen können. Bild: STScI / NASA

Dunkle Materie

Die neuen Ausschlussgrenzen für WIMPs. Bild: XENON-Kollaboration  [Großansicht]

Wissenschaftler der XENON-Kollaboration haben jetzt neue Ergebnisse ihrer Suche nach Dunkler Materie vorgestellt. Die mit dem XENON100-Detektor im italienischen Gran-Sasso-Untergrundlabor aus 100 Tagen Messdauer mit bisher unerreichter Empfindlichkeit gewonnenen Daten lieferten bislang keine Hinweise für die Existenz von sogenannten WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), den führenden Kandidaten für Dunkle Materie. Zwar wurden drei Ereignisse registriert, dies ist aber bei zwei erwarteten Hintergrundereignissen statistisch nicht signifikant. Aus den neuen Daten folgen die bislang besten Grenzen in der Suche nach Dunkler Materie und die stärksten Einschränkungen für Modelle der Teilchenphysik hierzu.

Dunkle Materie ist eine unsichtbare aber zugleich wesentliche Komponente des Universums, die über 80 Prozent aller Materie ausmacht. Darauf deuten indirekte Hinweise sowohl aus der Kosmologie wie der Teilchenphysik, die eine bemerkenswerte Übereinstimmung zeigen. Eine direkte Beobachtung von WIMPs würde daher einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen den größten Strukturen im Kosmos und der subatomaren Welt herstellen.

Obwohl derzeit noch kein Signal gesehen wurde, hat das XENON100 Experiment im Weiteren eine Sensitivität, welche auf Grund theoretischer Erwartungen einen baldigen Nachweis möglich machen könnte. XENON100 unterscheidet sich von anderen Experimenten zur Suche nach Dunkler Materie vor allem durch sein hundertfach niedrigeres "Hintergrundrauschen", das ansonsten ein Signal überdecken würde.

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Der XENON100-Detektor misst in gut 60 Kilogramm flüssigem Xenon kleinste Licht- und Ladungssignale, die durch seltene Kollisionen zwischen WIMPs und Xenon-Atomen stattfinden. XENON100 nimmt in 2011 weiter Daten. Gleichzeitig arbeiten die Physiker an Plänen für einen wesentlich größeren Nachfolgedetektor. Sie hoffen damit in den kommenden Jahren eines der fundamentalsten Rätsel der Physik lösen zu können.

 

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siehe auch
Dunkle Materie: Physiker auf der Jagd nach WIMPs - 19. Januar 2011
Dunkle Materie: Lauschen auf ein Läuten der WIMPs - 26. Februar 2008
Edelweiss II: Jagd nach den WIMPs beginnt - 4. April 2006
Links im WWW
Max-Planck-Institut für Kernphysik
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