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Thema: Dunkle Materie: Mit Antimaterie auf Dunkelmaterie-Jagd

  1. #1

    Standard Dunkle Materie: Mit Antimaterie auf Dunkelmaterie-Jagd

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    Einen völlig neuen Ansatz bei der Suche nach Dunkler Materie hat ein internationales Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zusammen mit der BASE-Kollaboration am europäischen Forschungszentrum CERN verfolgt: Erstmals wurde der Einfluss von Dunkler Materie auf Antimaterie statt auf gewöhnliche Materie untersucht. (14. November 2019)

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  2. #2
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    Frage DM wirklich Elementarteilchen?

    Zitat Zitat von astronews.com Redaktion Beitrag anzeigen
    ... Erstmals wurde der Einfluss von Dunkler Materie auf Antimaterie statt auf gewöhnliche Materie untersucht. (14. November 2019)
    Weiterlesen...
    Hallo Fachleute,
    ich finde den Ansatz mit Antimaterie innovativ und richtig und erhoffe mir natürlich eine sensationelle Entdeckung die dann auch das Materie/Antimaterie Ungleichgewicht erklären könnte.

    Auf der anderen Seite mag mir immer noch nicht einleuchten, warum die DM klein wie ein Elementarteilchen sei soll und so zu sagen ein Feld bilden? Ist schon einleuchtend aber doch nicht zwingend - oder?

    Wir wissen von der DM doch nur, dass sie auf grossen Skalen gravitativ erkennbar ist und ansonsten nicht oder kaum mit normaler Materie interagiert.
    Sie könnte also neben den mir bekannten Ansätzen:
    a) Elementarteilchen sein / Felder bilden
    b) kleine schwarze Löcher sein, die (noch) nicht mit Gravitationslinsen detektiert werden können.
    c) Sternlose Planeten, Asteroiden ... sein.

    Die hier angedeutete DM als "Elementarteilchen" findet sich bisher in keinem Elementarteilchensystem wieder. (Bitte widersprecht mir, wenn ich mich irre - aber klärt mich bitte auch auf).
    Somit können diese Elementarteilchen auch alle Formen und Zustände untereinander annehmen, die wir uns denken können - also auch eine Verklumpung, eine DM-Chemie u.s.w.

    Weiter gibt es ja schon einige "klassische" Teilchen, die durchaus für die DM in frage kommen.
    Für mich ist da der ideale Kandidat das Neutrino. Es besitzt Masse und könnte in grossen Mengen beim BigBang entstanden sein wodurch diese heute wegen der Expansion nur noch im Krichtempo durch das All dümpeln und sich so auch als DM bemerkbar machen würden. (Ich habe keine expliziten Berechnungen dahingehend gefunden, wenn es die noch nicht gibt - Dann darf sich jeder Berufsastronom von mir angesprochen fühlen).

    So, ich bin gespannt auf Antworten und ggf. auch auf Erleuchtungen durch Forschungsergebnisse die ich noch nicht kenne oder auch nur über Meinungen.

    Grüße
    Aken

  3. #3
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    6.513

    Standard

    Hallo ArkenThomP,

    Zitat Zitat von ArkenThomP Beitrag anzeigen
    Auf der anderen Seite mag mir immer noch nicht einleuchten, warum die DM klein wie ein Elementarteilchen sei soll und so zu sagen ein Feld bilden?
    Gravitationsfeld!



    Zitat Zitat von ArkenThomP Beitrag anzeigen
    Wir wissen von der DM doch nur, dass sie auf grossen Skalen gravitativ erkennbar ist und ansonsten nicht oder kaum mit normaler Materie interagiert.
    Sie könnte also neben den mir bekannten Ansätzen:
    a) Elementarteilchen sein / Felder bilden
    b) kleine schwarze Löcher sein, die (noch) nicht mit Gravitationslinsen detektiert werden können.
    c) Sternlose Planeten, Asteroiden ... sein.
    zu a: Ja/Gravitationsfelder
    zu b: https://www.spektrum.de/lexikon/astr...ze-loecher/359
    Zu c: Nein, das ist auch durch die Temperaturverteilung der Hintergrundstrahlung inzwischen ausgeschlossen. Denn die DM würde ja dann aus normaler Materie bestehen und hätte nicht schon lange vor und besonders während der Strahlungsära ungestört mit der Raumexpansion abkühlen können.
    http://www.einstein-online.info/vert...nguage=de.html
    wenn Du das vertiefen möchtest, findest Du hier: http://background.uchicago.edu/~whu/index.html bei den Tutorials eine ausführlichere Beschreibung.



    Zitat Zitat von ArkenThomP Beitrag anzeigen
    Somit können diese Elementarteilchen auch alle Formen und Zustände untereinander annehmen, die wir uns denken können - also auch eine Verklumpung, eine DM-Chemie u.s.w.
    Nein!
    Die baryonische Materie kann nur deshalb verklumpen, weil sie kinetische Energie in Form von Strahlungsenergie los werden kann. Sie kann also untereinander elektromagnetisch wechselwirken.

    Ohne diese Möglichkeit gibt es nur noch die Abkühlung (Verlust kinetischer Energie) durch Expansion, also indem das ‚Teilchen‘ eine Raumregion erreicht, deren ‚Expansionsbewegung‘ der Geschwindigkeit dieses Teilchens in etwa entspricht und die, im Vergleich zur elektromagnetischen Wechselwirkung wenig effektive Übertragung kinetischer Energie durch Gravitation an die baryonische Materie.

    Also 'historisch' konnte die DM zunächst viel schneller durch die Expansion abkühlen als die baryonische Materie (BM), weil letztere immer noch Materie in Energie und zurück umgewandelt hat (Baryogenese) und später auch noch durch die Strahlungsära. Diese Prozesse haben die BM noch lange Zeit auf hoher Temperatur (kinetischer Energie) gehalten, konnten aber mit der DM nicht wechselwirken.

    Dadurch konnte die schon abgekühltere DM durch Gravitation ihre Gebiete zunächst wenig höherer Dichte, weiter verdichten und diese Gebiete ihrerseits der noch wärmeren BM ihre schon begonnene Strukturbildung allmählich auch aufzwingen.

    Inzwischen ist die BM zum Teil (Galaxien, Galaxiencluster) kälter (weniger kinetische Energie, durch wirksamer Abkühlmechanismen) als ihre ursprünglichen Kondensationskeime aus DM, so daß z.B. der DM Halo der Milchstraße deutlich weniger zum Zentrum hin verdichtet ist, als die BM der Milchstraße.



    Zitat Zitat von ArkenThomP Beitrag anzeigen
    Für mich ist da der ideale Kandidat das Neutrino. Es besitzt Masse und könnte in grossen Mengen beim BigBang entstanden sein wodurch diese heute wegen der Expansion nur noch im Krichtempo durch das All dümpeln und sich so auch als DM bemerkbar machen würden. (Ich habe keine expliziten Berechnungen dahingehend gefunden, wenn es die noch nicht gibt - Dann darf sich jeder Berufsastronom von mir angesprochen fühlen).
    Ich bin zwar kein Berufsastronom, antworte Dir aber trotzdem so gut wie ich mich dazu bisher dazu belesen konnte.
    https://www.mpp.mpg.de/forschung/ast...unkle-materie/
    https://de.wikipedia.org/wiki/Steriles_Neutrino

    Herzliche Grüße

    MAC

  4. #4
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    Standard

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    Vielen Dank MAC, da habe ich so einiges an Infos zu verarbeiten und nach zu hohlen.
    Und das es tatsächlich schon Theorien über Neutrinos als DM gibt ... wie konnte mir das so entgehen?

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