Dunkle Materie: Keine nachweisbare Wirkung auf Atomkerne

[astronews.com Redaktion]

Auch wenn der größte Teil des Universums aus Dunkler Materie besteht, ist noch kaum etwas über sie bekannt. Physiker aus Düsseldorf haben nun versucht, mit einem Hochpräzisionsexperiment etwas mehr über diese mysteriöse Substanz zu erfahren und nach einer Wechselwirkung zwischen Dunkler Materie und Atomkernen gesucht. Wenn es sie geben sollte, ist diese noch kleiner als bislang angenommen. (6. Mai 2020)

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[astrofreund]

"Ein Mitglied des Teams hat zwei Jahrzehnte lang die komplexen Berechnungen vorangetrieben und konnte schließlich eine hinreichend präzise Vorhersage für die Bindungslänge liefern."
Die Ausdauer muss man erst mal haben.

"Mein Team hat diese obere Grenze um mehr als das 20-Fache gedrückt", so Schiller. "Wir konnten zeigen, dass die Dunkle Materie noch viel weniger mit der normalen Materie wechselwirkt, als bisher noch denkbar gewesen war. Diese mysteriöse Materieform hält sich also, zumindest im Labor, weiterhin bedeckt!"

Seit 80 Jahren ungeklärt, mit was man es hier zu tun hat. Alternative Theorien und Betrachtungen liefern bestenfalls Lösungsansätze. DM würde alle mit ihr in Zusammenhang stehenden Phänomene am besten erklären und es ist nur schwer vorstellbar, dass es DM vielleicht doch gar nicht gibt. Das bleibt also ein sehr spannendendes Thema wie auch die Dunkle Energie. Für die Lösung gibt es bestimmt einmal einen Noblen Preis.

Gruß, Astrofreund

[ralfkannenberg]

Für die Lösung gibt es bestimmt einmal einen Noblen Preis.

Hallo Astrofreund,

das wird vermutlich noch sehr viel Arbeit und Forschung benötigen. Ich vermute, dass da nicht nur ein Nobelpreis vergeben werden wird.


Freundliche Grüsse, Ralf

[astrofreund]

Hallo Ralf,

dem würde ich voll zustimmen. Was gab es nicht alles für Lösungsvorschläge und was wurde nicht alles untersucht und hat ja auch einiges an Geld gekostet. Aber ohne Knete geht es nun mal nicht in der Grundlagenforschung und dort ist Geld meist gut angelegt. Letztendlich wird seit rund 80 Jahren (wenn man den Startpunkt bei Zwicky setzt) nach des Rätsels Lösung gesucht. Offenbar muss wirklich erst noch etliches neues Wissen in der Physik, der Mathematik, der Kosmologie und Astronomie, der Chemie und wer weiß wo noch gefunden werden. Daher ist das eine Chance für mehr als einen Nobelpreis. Man muss aber auch die Ausdauer haben, 20 Jahre und mehr diesem Rätsel hinterher zu jagen und am Ende damit leben können, nichts gefunden zu haben. Aber das ist auch oft ein Ergebnis. Diese hartnäckigen Forscher kann ich nur bewundern.

Gruß, Astrofreund

[DELTA3]

Wie wärs denn damit:

"Es muss da draußen aber viele Millionen Schwarze Löcher geben, allerdings kennen wir nur sehr wenige von ihnen", so Rivinius. "Wenn wir wissen, nach was wir genau schauen müssen, kann das unsere Chancen, sie zu finden, verbessern." Nach Ansicht von Baade ist die Entdeckung eines Schwarzen Lochs in einem Dreifachsystem in nur 1000 Lichtjahren Entfernung ein Hinweis darauf, dass wir hier nur die "Spitze des Eisbergs" sehen.

Gruß, Delta3

[astrofreund]

Leider auch schon abgehackt, insbesondere das Thema primordiale Schwarze Löcher. Hätte mir gut gefallen. Vor allen, wieviele unentdeckte SL müssen wir z.B. in unserer Galaxie haben, damit die gemessenen Abweichungen der Umfangsgeschwindigkeit zusammen kommen?
Gruß Astrofreund

[DELTA3]

Hallo Astrofreund,

Vor allen, wieviele unentdeckte SL müssen wir z.B. in unserer Galaxie haben, damit die gemessenen Abweichungen der Umfangsgeschwindigkeit zusammen kommen?
Gruß Astrofreund

Das kann ich leider mit meinen bescheidenen Kenntnissen nicht ausrechnen, das hängt wohl auch von deren Verteilung ab. Es gibt ja auch noch Neutronensterne, Weisse und Braune Zwerge etc. von denen man auch nur wenige auffinden kann und über deren Gesamtzahl und Verteilung man auch nur Vermutungen anstellen kann. Wäre es da wirklich so abwegig, die fehlende Masse ohne DM zu erklären?

Gruß, Delta3

[ralfkannenberg]

Das kann ich leider mit meinen bescheidenen Kenntnissen nicht ausrechnen, das hängt wohl auch von deren Verteilung ab. Es gibt ja auch noch Neutronensterne, Weisse und Braune Zwerge etc. von denen man auch nur wenige auffinden kann und über deren Gesamtzahl und Verteilung man auch nur Vermutungen anstellen kann.

Hallo Delta3,

man kann schon Aussagen gewinnen. Hier haben einige Forscher bereits Rechnungen angestellt, beispielsweise auf pro-physik.de: Dunkle Materie besteht nicht aus schwarzen Löchern

Wäre es da wirklich so abwegig, die fehlende Masse ohne DM zu erklären?

Ich vermute, unter "DM" meinst Du an dieser Stelle Materieteilchen, die nicht im Standardmodell vorkommen (z.B. WIMPs, Axionen, sterile Neutrinos, Z'-Bosonen u.v.a.), d.h. Dir schwebt die Idee vor, die Phänomene der Dunklen Materie mit baryonischer Masse zu erklären. Ggf noch mit Neutrinomassen, aber auch dafür gibt es keine experimentellen Anhaltspunkte.

Ein anderer Erklärungsansatz sind die modifizierten Gravitationsgesetze ("MOND-Theorien" - das ND steht für "Newton Dynamics"), die immer noch nicht vollständig ausgeschlossen werden konnten.


Freundliche Grüsse, Ralf

[astrofreund]

Hallo Delta3,

ich habe da bisher nichts wirklich gerechnet. Aber die letzten 10 Jahre Vorträge besucht, Videos gesehen, Artikel gelesen und Diskussionen in Foren verfolgt. Auch mal Vortragende danach gefragt und in welcher Richtung sie eine Lösung sehen. Bei den möglichen Erklärungen war alles dabei, was Ralf aufgelistet hat bis hin zu alternativen Theorien der Gravitation. Etliche Erklärungen sind so komplex, dass man diese nur annähernd verstehen kann, wenn man sich länger damit beschäftigt. Beim Vortrag von Pavel Kroupa (Bonn) ging mir das z.B. so. Daher wäre eine beweisbare Erklärung mindestens einen noblen Preis wert.

Gruß, Astrofreund

[ralfkannenberg]

Etliche Erklärungen sind so komplex, dass man diese nur annähernd verstehen kann, wenn man sich länger damit beschäftigt.

Hallo zusammen,

hierbei sollte unbedingt ergänzt werden, dass die unterschiedlichen Kandidaten keineswegs aufgrund der Dunklen Materie erfunden wurden, sondern anderen ungelösten physikalischen Fragestellungen entspringen:

1. beim Axion geht es um gebrochene Symmetrien ("starkes CP-Problem"), bei deren Lösungsversuch das Axion dann das Nambu-Goldstone Boson der gebrochenen U(1)_PQ-Symmetrie ist
2. Neutrinos treten nur strikt "linkshändig" auf (ihre Antiteilchen dann strikt rechtshändig) und hier sind solche "sterilen Neutrinos" der Lösungsansatz
3. WIMPs ist zunächst nur ein Arbeitsname, aber das "Neutralino" - das ist der leichteste und somit stabile supersymmetrische Partner, der sich aus plausiblen Grand Unified Theories ergibt, war/ist ein vielversprechender Kandidat
4. beim Z'-Boson geht es auch wieder um spontan gebrochene Symmetrien

u.s.w.

Vermutlich ist die Entdeckung bzw. der experimentelle Nachweis jedes dieser Teilchen einen Nobelpreis wert, auch dann, wenn sich herausstellt, dass sie keinen signifikanten Beitrag zur Dunklen Materie leisten.


Freundliche Grüsse, Ralf