AMS: Weiterer Hinweis auf Natur der Dunklen Materie?

astronews.com Redaktion

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Am CERN in Genf wurden gestern die neusten Ergebnisse des Alpha-Magnet-Spektrometers (AMS) vorgestellt, das an Bord der Internationalen Raumstation ISS die Partikel der kosmischen Strahlung misst. Die neuen Daten könnten weitere Hinweise auf die Natur der Dunklen Materie liefern und etwa für die Existenz sogenannter Neutralinos sprechen. (19. September 2014)

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ralfkannenberg

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Am CERN in Genf wurden gestern die neusten Ergebnisse des Alpha-Magnet-Spektrometers (AMS) vorgestellt, das an Bord der Internationalen Raumstation ISS die Partikel der kosmischen Strahlung misst. Die neuen Daten könnten weitere Hinweise auf die Natur der Dunklen Materie liefern und etwa für die Existenz sogenannter Neutralinos sprechen.

Um jedoch festzustellen, ob das beobachtete neue Phänomen tatsächlich auf die Existenz Dunkler Materie zurückzuführen ist oder auf andere astrophysikalische Quellen wie beispielsweise Pulsare, müssen weitere Messungen mit AMS durchgeführt werden.

Na dann warten wir diese doch mit Vorteil noch ab ...


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Dgoe

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Hallo,

was ist mit Kollisionen der dunklen Materie gemeint? Dass Dunkle mit dunkler Materie untereinander kollidiert? Und wenn man die dunkle Materie bisher noch so wenig kennt, woher weiß man dann, dass dabei ausgerechnet Positronen entstehen?

Sehr seltsam, bzw. ich habe es nicht verstanden.

Gruß,
Dgoe
 

Bernhard

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Dass Dunkle mit dunkler Materie untereinander kollidiert?
Hallo Dgoe,

Neben astronews berichten über die neuen Ergebnisse auch noch andere Adressen, die man mit Hilfe einer Suchmaschine sofort findet (Suche nach Dunkle Materie Positronen) und dort wird bestätigt, dass man hier Paarvernichtungsreaktionen innerhalb der Dunklen Materie annimmt. Teilchen und Antiteilchen von Dunkler Materie vernichten sich darin zu Paaren von Elektronen und Positronen. Eventuell fußt diese (spekulative) Idee darauf, dass Neutrinos Majorana-Fermionen sein könnten. Neutrino und Antineutrino wären dann identisch und es könnte damit die gewünschten Reaktionen geben. Allerdings laufen auch zu dieser Frage (doppelter Betazerfall) interessante Experimente, deren Ausgang man abwarten sollte.

Man sollte auch deswegen keine voreiligen Schlüsse ziehen, weil man vom LHC auf weitere Einschränkungen supersymmetrischer Theorien hoffen darf und das hätte dann ebenfalls Einfluss auf das Verständnis der Dunklen Materie.
MfG
 

Dgoe

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Hallo Bernhard,

ok, danke. Dann eben abwarten, ... it's tea time ...

Vielleicht hat sich ein Großteil der primordialen Antimaterie ja auch in dunkle Materie 'verwandelt' anstatt mit Normaler zu verstrahlen und daher rühren die Positronen irgendwie. Hehe, *scherz*

Gruß,
Dgoe
 

ralfkannenberg

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Eventuell fußt diese (spekulative) Idee darauf, dass Neutrinos Majorana-Fermionen sein könnten. Neutrino und Antineutrino wären dann identisch und es könnte damit die gewünschten Reaktionen geben.
Hallo Dgoe,

zu Bernhards sehr guten Ausführungen sei angemerkt, dass derzeit aber auch gar nichts dafür spreicht, dass Neutrinos Majorana-Fermionen sein könnten, auch wenn "gewisse" Autoren regelmässig mit dieser Idee hausieren gehen.


Allerdings laufen auch zu dieser Frage (doppelter Betazerfall) interessante Experimente, deren Ausgang man abwarten sollte.
Zum 0νββ-Zerfall, der in diesem Zusammenhang wie von Bernhard geschrieben von Relevanz ist, sei auf die Wikipedia verwiesen.

Vor allem sei der folgende Satz hervorgehoben:

Beim neutrinolosen Doppelbetazerfall (0νββ) ändert sich die Leptonenzahl um zwei Einheiten.
Die Erhaltung der Leptonenzahl hat in der Physik einen vergleichbaren Stellenwert wie der Energieerhaltungssatz. Oder der Impuls- und Drehimpulserhaltungssatz. Oder der Ladungserhaltungssatz.

Wenn solche Erhaltungssätze aufgegeben werden müssen, so hat das einen ziemlich revolutionären Charakter und sollte insbesondere nicht leichtfertig geschehen, weil sich so ziemlich alle Beobachtungen, die man derzeit kennt, diese Erhaltungssätze bestätigen.


Man sollte auch deswegen keine voreiligen Schlüsse ziehen, weil man vom LHC auf weitere Einschränkungen supersymmetrischer Theorien hoffen darf und das hätte dann ebenfalls Einfluss auf das Verständnis der Dunklen Materie.
Und das ist das Schlagwort: die Supersymmetrie. Diese ist im Bereich der Grand Unified Theories ebenso wie im Bereich der Dunklen Materie von grösstem Interesse und würde die meisten der derzeitigen "Probleme" der Physik auf elegante Art und Weise lösen.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Dgoe

Gesperrt
Hallo Ralf,

um die Supersymmetrie (SUSY) steht es doch ohnehin nicht besonders gut, meine ich mich zu erinnern. Und tatsächlich, Google schlägt als zweiten Suchbegriff hinter 'Supersymmetrie' gleich "widerlegt" vor. Dies fördert eine ellenlange Liste relevanter Treffer von rundum seriösen Quellen hervor.

Gruß,
Dgoe
 
Zuletzt bearbeitet:

ralfkannenberg

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um die Supersymmetrie (SUSY) steht doch ohnehin nicht besonders gut, meine ich mich zu erinnern. Und tatsächlich, Google schlägt als zweiten Suchbegriff hinter 'Supersymmetrie' gleich "widerlegt" vor. Dies fördert eine ellenlange Liste relevanter Treffer von rundum seriösen Quellen hervor.
Hallo Dgoe,

nimm doch mal beispielhaft den 3. Treffer Deiner ellenlangen Liste. Was genau wird da denn widerlegt ? Und wieso soll das im Widerspruch zur Supersymmetrie stehen ?

Insgesamt ist Dein Ansatz, mal Artikel herauszusuchen, in dem beide Suchbegriffe vorkommen, natürlich sehr gut, aber dann geht es eben noch weiter: dann muss man sich diese Artikel eben auch noch ein bisschen näher anschauen.

Zudem gibt es zahlreiche Varianten supersymmetrischer Ansätze und es sind keineswegs alle bis heute widerlegt. Das heisst natürlich nicht, dass die Supersymmetrie schon bewiesen sei - überhaupt nicht, aber eben: widerlegt ist sie auch nicht.

Kommt erschwerend hinzu, dass wenn die Supersymmetrie nicht gültig ist, eine alternative Theorie deutlich schwieriger ausfallen muss. Oder anders gesagt: die SUSY ist eine der einfachsten Erweiterungen des Standardmodells. Das heisst aber nicht, dass die Natur auch tatsächlich diesen Weg gewählt hat !


Ach ja: Dein erster Hit beschreibt ein Experiment, welches sich durch das Standardmodell besser beschreiben lässt als durch manche supersymmetrische Ansätze. Tatsächlich gab es nach der Entdeckung des Higgs-Bosons grosse Hoffnung, nun endlich eine Physik jenseits des Standardmodells zu finden, doch statt dessen wurde das Standardmodell einfach nur weiter bestätigt. Dennoch sind sich die Physiker eigentlich einig, dass das Standardmodell unvollständig ist.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Bernhard

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dass derzeit aber auch gar nichts dafür spreicht, dass Neutrinos Majorana-Fermionen sein könnten
Hallo Ralf,

TomS hat mal erwähnt, dass im Standardmodell die Neutrinos bevorzugt über den see-saw-Mechanismus ihre Massen bekommen und dabei wird auch die Majorana-Masse verwendet. So ganz einfach wird man demnach das Majorana-Neutrino scheinbar nicht los.
 

TomS

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TomS hat mal erwähnt, dass im Standardmodell die Neutrinos bevorzugt über den see-saw-Mechanismus ihre Massen bekommen und dabei wird auch die Majorana-Masse verwendet. So ganz einfach wird man demnach das Majorana-Neutrino scheinbar nicht los.
Ein paar Kommentare:

Beim see-saw Mechanismus tritt ein ultra-leichtes immer gepaart mit einem extrem schweren Neutrino auf; in jedem Fall ist das ein Mechanismus jenseits des Standardmodells.

DM hat möglicherweise etwas mit dem leichtesten SUSY-Teilchen zu tun; dabei könnte es sich um das Neutralino handeln. Die Neutrinos haben nichts mit Neutralinos zu tun; bei letzteren handelt es sich um die Mischungen von Photon, Z und Higgs mit den jeweiligen SUSY-Partnern Photino, Zino und Higgsino.

Bei den Neutralinos handelt es sich um Majorana-Fermionen, dennoch hat das nichts mit den hypothetischen Majorana-Neutrinos und demnach auch nichts mit deren doppeltem Betazerfall zu tun (der bisher nicht beobachtet wurde).
 

Bernhard

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Hallo Tom,

braucht man also Majorana-Fermionen, um den hier thematisierten Positronenüberschuss mit Hilfe von DM-Paarvernichtungsreaktionen zu erklären, oder ginge das auch mit Dirac-Fermionen? Vermutlich doch Ersteres?
 

TomS

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Hallo Tom,

braucht man also Majorana-Fermionen, um den hier thematisierten Positronenüberschuss mit Hilfe von DM-Paarvernichtungsreaktionen zu erklären, oder ginge das auch mit Dirac-Fermionen? Vermutlich doch Ersteres?
Ich bin kein SUSY-Experte ...

... aber die Kopplung der Neutralinos an Fermionen sollte unabhängig vom Spinortyp sein; die Kopplung hat was mit SUSY und innerer Symmetrie zu tun, der Spinortyp was mit der Raumzeit. Die Kopplung von Neutrinos an andere Teilchen hängt ja auch nicht davon ab, ob sie Dirac- oder Majorana-Fermionen sind.
 

ralfkannenberg

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Und jetzt hat das Alpha-Magnet-Spektrometer (AMS) auf der ISS auch noch ein Proton-Antiproton-Problem gemessen:
http://press.web.cern.ch/sites/pres...e/press/2015/04/pr05.15e_ams_days_results.pdf

Grüße Senf
Hallo Herr Senf,

solange man noch nicht weiss, ob diese "unerwarteten" Ereignisse von DM oder vielleicht von neuen astrophysikalischen Quellen oder von neuen Beschleunigungs- und Verteilungsmechanismen stammen sehe ich noch nicht wirklich ein "Problem" und schon gar nicht einen Handlungsbedarf.

Denn mit "neuen astrophysikalischen Quellen" meinen sie Pulsare und mit "neuen Beschleunigungs- und Verteilungsmechanismen" meinen sie Supernova-Überreste.

Man möge also erst die Events, die von Pulsaren und von Supernova-Überresten herkommen, näher untersuchen; danach kann man sich dann Gedanken machen, ob auch welche dabei sind, die von Dunkler Materie herkommen.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Struktron

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