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Erste Messstation zur Suche nach Dunkler Materie auf der
Südhalbkugel
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien e.
V.
astronews.com
25. August 2025
Ein in Jena entwickelter Quantensensor hat sein Ziel in
Brasilien erreicht und dient künftig als Messstation für das internationale
GNOME-Projekt, das nach Partikeln der Dunklen Materie sucht. Mit dieser ersten
Messstation auf der Südhalbkugel wäre im Falle einer Entdeckung eine bessere
Lokalisierung des Ursprungs der Teilchen möglich.
GNOME-Messstation am Leibniz-IPHT in Jena:
Dr. Theo Scholtes (links) und Göran Hellmann
justieren Quantenmagnetometer zur Suche nach
Spuren Dunkler Materie. Im Dauerbetrieb sendet er
Messdaten an den GNOME-Server.
Bild: Sven Döring /
Leibniz-IPHT [Großansicht] |
Ein hochsensitiver Quantensensor aus Jena hat eine Reise von rund 9000
Kilometern hinter sich: per LKW nach Hamburg, mit dem Schiff über den Atlantik
und schließlich über Land bis ins brasilianische Vassouras. Auf dem Gelände des
Observatório Nacional haben Forschende des Leibniz-Instituts für
Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) aus Jena gemeinsam mit brasilianischen
Partnern eine neue Messstation installiert. Sie ist Teil des weltweiten
GNOME-Projekts und soll helfen, eines der großen offenen Probleme der modernen
Physik besser zu verstehen: die Natur Dunkler Materie.
Dunkle Materie ist mit klassischen Messmethoden nicht direkt nachweisbar. Sie
beeinflusst aber nachweislich die Bewegung von Galaxien und die Struktur des
Kosmos. Wie sie beschaffen ist, zählt zu den zentralen offenen Fragen der
modernen Physik. Das internationale Projekt GNOME (Global Network of Optical
Magnetometers for Exotic physics searches) sucht gezielt nach Anzeichen für
bestimmte hypothetische Teilchen – darunter sogenannte Axionen –, die mit Atomen
in Magnetometern in Wechselwirkung treten könnten.
"Unsere Station basiert auf einem optisch gepumpten Magnetometer, in dem wir
Cäsiumatome mit Laserlicht in bestimmte Quantenzustände versetzen", erklärt Dr.
Theo Scholtes, Physiker am Leibniz-IPHT. "Verändert sich dieser Zustand, zum
Beispiel durch ein vorbeiziehendes Dunkle-Materie-Feld, können wir das mit hoher
Genauigkeit messen." Die Technik des Sensors – inklusive der magnetischen
Abschirmung, Laserstabilisierung und Systemkontrolle – wurde am Leibniz-IPHT in
Jena entwickelt, aufgebaut und getestet. Finanziert wurde das Projekt über das
DFG-Vorhaben RioGNOME.
Die neue GNOME-Station in Brasilien ist die erste dauerhaft aktive
Messstation des Netzwerks auf der Südhalbkugel. Diese geographische Ausweitung
ist für das Projekt von besonderer Bedeutung. "Mit der Station in Vassouras
verbessern wir die Möglichkeiten zur Triangulation potenzieller Ereignisse, also
zur genauen Bestimmung ihrer Herkunft durch den Vergleich von Signalen aus
mehreren Messstationen. Das funktioniert ähnlich wie bei der Detektion von
Gravitationswellen", so Scholtes.
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