HELMHOLTZ extrem

Das unbekannteste Forschungsobjekt

Dunkle Materie, Dunkle Energie, Sterne, Planeten
Bild: Manfred_Konrad/istockphoto

Keiner weiß genau, was sie ist, und auch nicht, wo man sie suchen soll: die Dunkle Energie. Zusammen mit der Dunklen Materie gehört sie zu den größten Rätseln der Astro­physik

Es gibt keinen direkten Beweis dafür, dass sie existieren, obwohl die Indizien dafür sprechen. Ohne Dunkle Energie und Dunkle Materie ließen sich weder die Ausdehnung des Universums erklären noch seine Strukturen wie Galaxien, Sterne und Planeten. Nach der Theorie der Wissenschaftler dominieren die beiden Unbekannten das Weltall – die Dunkle Energie macht demnach 75 Prozent der Masse des Universums aus, die Dunkle Materie weitere 20 Prozent. Das würde heißen, dass der bislang bekannte Teil des Weltalls, die so genannte Baryonische Materie, mit nur fünf Prozent der kleinste Teil des Universums ist.

Den großen Unbekannten sind die Forscher jetzt auf der Spur: Wissenschaftler der Helmholtz-Zentren GSI in Darmstadt und HZDR in Dresden fahnden zusammen mit Kollegen aus 17 europäischen Instituten im HADES-Detektor nach der Dunklen Materie. Ihre Suche setzt bei einer Besonderheit an, die die Teilchen verraten könnte: Sie passen nicht in das Standardmodell der Physik, das die bekannten Elementarteilchen und die Wechselwirkungen zwischen ihnen beschreibt. Die Forscher spüren deshalb den minimalen Abweichungen im Standardmodell nach – unter anderem bei Experimenten am CERN, dem größten Teilchenbeschleuniger der Welt, der im September 60 Jahre alt wird.

Bisher scheiden mit jedem neuen Experiment Teilchen aus, die vorher als mögliche Bestandteile von Dunkler Materie oder Dunkler Energie gehandelt wurden. Ein Beispiel dafür ist das Dunkle Photon, ein besonderes Lichtteilchen, nach dem die Forscher in den jüngsten Experimenten gesucht haben. Messsignale am HADES haben aber keine Spur vom Dunklen Photon ergeben. So enttäuschend das für die Physiker auch ist: Negative Resultate sind wichtig, denn sie zeigen den Forschern, wo sie nun weitersuchen müssen. Eine neue heiße Spur könnten jetzt die magnetischen Momente der so genannten Myonen sein. Das sind Elementarteilchen, die Elektronen ähneln. Bei Experimenten mit ihnen haben die Wissenschaftler Unstimmigkeiten im Standardmodell gefunden, durch die sich die Grenzen der Physik, wie sie derzeit bekannt ist, verschieben würden. Dann wüssten wir wieder ein bisschen mehr als nichts.

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16.09.2014 , Angela Bittner
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