Physik Hinweise auf Dunkle Materie

Der rätselhafte Stoff muss in deutlich größeren Mengen im Kosmos vorkommen als normale Materie - doch bislang versuchen Forscher vergeblich, ihn tatsächlich aufzuspüren. Nun berichtet ein internationales Team von Beobachtungen, die sie sich nur mit Dunkler Materie erklären können.

Von Christopher Schrader

Wimp" ist ein schöner, zweideutiger Begriff. Einerseits ist es das englische Wort für Schwächling. Physiker andererseits verstehen darunter hypothetische Teilchen, die trotz enormer Masse kaum mit der Außenwelt reagieren.

Mit speziellen, hochentwickelten Tieftemperatur-Detektoren suchen Forscher im Rahmen des Cresst-Experiments im unterirdischen Gran-Sasso-Labor in Italien nach der Dunklen Materie.

(Foto: Max-Planck-Institut für Physik)

Als Abkürzung steht Wimp dann für weakly interacting massive particle - sozusagen ein schwerer Schwächling der Quantenwelt. Viele Wissenschaftler sehen darin den ersten glaubwürdigen Kandidaten für Dunkle Materie. Und ein internationales Team von Physikern hat nun auf einer Konferenz in München erste Daten über die Messung von Wimps veröffentlicht. Sie haben für ihre Ergebnisse keine andere Erklärung als Dunkle Materie.

Diesen rätselhaften Stoff vermuten Physiker in großen Mengen im Kosmos; er soll etwa sechsmal so viel ausmachen wie die normale Materie und ferne Galaxien zusammenhalten. "Die Dunkle Materie zu finden, ist nicht einfach, sonst hätten wir sie ja schon", sagt Wolfgang Seidel vom Max-Planck-Institut für Physik in München.

Seine Arbeitsgruppe ist am sogenannten Cresst-Experiment beteiligt, das in einem Tunnel unter dem Gran-Sasso-Massiv der italienischen Abruzzen steht. Wie Seidel bei der Konferenz bekanntgab, hat sein Team in etwa zwei Jahren Arbeit 67-mal Teilchen beobachtet, die Wimps gewesen sein könnten - zehn mehr als bei ersten Berichten über die Ergebnisse im Juni dieses Jahres. Nur die Hälfte davon, allerhöchstens zwei Drittel, seien durch bekannte Prozesse der Quantenwelt zu erklären, sagt Seidel. Der Rest stellt also neue Physik dar.

Den Kern des Cresst-Experiments bilden acht reine Kristalle, die auf Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt gekühlt sind. Trifft ein Wimp einen Atomkern in den Kristallen, sind die momentane Erwärmung und ein kleiner Lichtblitz zu erkennen.

Das sollte pro Jahr und Kilogramm Kristall einige Male passieren. Zugleich reagiert die Apparatur einige Male pro Sekunde auf Hintergrund-Prozesse, die nichts mit Dunkler Materie zu tun haben. Die Kunst der Physiker war also, die 67 Ereignisse unter Millionen anderen herauszusuchen.

Die Methoden dazu mussten die Forscher erst lernen, das macht ihre Daten angreifbar. Eine konkurrierende Physikergruppe schließt anhand ihrer eigenen Daten aus, dass die Cresst-Leute tatsächlich Wimps gesehen haben könnten.

Die Wissenschaftler um Seidel sind darum zurückhaltend mit ihren Ankündigungen. Es seien Hinweise, keine Beweise, beeilen sie sich zu sagen. Sie wollen nun ihren Aufbau so verbessern, dass weniger Hintergrund-Ereignisse in den Kristallen passieren. "Wenn unser Signal dann bestehen bleibt, bedeutet es tatsächlich etwas", sagt Seidel. "Wenn das Signal verschwindet, war es kein richtiges Signal."