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Neue Grenzen für Dunkelmaterie-Partikel
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik
astronews.com
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.
Ohne Dunkelmaterie hätten die Strukturen im All
kaum entstehen können.
Bild: STScI / NASA
Die neuen Ausschlussgrenzen
für WIMPs.
Bild: XENON-Kollaboration
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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.
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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