Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Können wir die dunkle Materie sehen?

09.12.2003


Verteilung der Materiedichte des simulierten Milchstraßenhalos in logarithmischer Farbskala. Eine Bildkante entspricht einer Länge von 600000 Lichtjahren. Falls zukünftige Teleskope die Annihilationsstrahlung nachweisen, dann wahrscheinlich aus einer Region im Zentrum der Galaxie die nur einige Prozent der Größe des hier gezeigten Bildes hat.


Illustration von GLAST (obere Abbildung) und VERITAS (untere Abbildung) die beide Gammastrahlenteleskope der nächsten Generation sind. (Copyright: GLAST, VERITAS Teams)


Unsere Milchstraße ist, wie die meisten anderen Spiralgalaxien auch, von einem ausgedehnten Halo unsichtbarer dunkler Materie umgeben. Der Halo ist mindestens zehnmal größer und zehnmal schwerer als Teil den wir sehen können. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Astrophysik haben Supercomputersimulationen der Entwicklung eines solchen Halos durchgeführt um die zu erwartende Struktur zu verstehen. Wenn die dunkle Materie aus Neutralinos besteht, dann könnte Gammastrahlung die bei deren Selbstannihilation entsteht mit Gammastrahlenteleskopen der nächsten Generation beobachtet werden. Die Astrophysiker fanden heraus, dass das geplante Teleskop GLAST gute Möglichkeiten besitzt diese Strahlung zu entdecken und damit die Natur der dunklen Materie zu enthüllen.

... mehr zu:
»ABB »Gammastrahl »HALO »Materie

1933 untersuchte der schweizer Astronom Fritz Zwicky die Geschwindigkeiten von Galaxien in Galaxienhaufen und fand ein überraschendes Ergebnis: Die Masse der beobachteten Galaxien war viel zu gering um ihre Bewegungen in dem Galaxienhaufen zu erklären. Er schloss daraus, dass Galaxienhaufen neben den Galaxien noch aus weiterer, "dunkler" Materie bestehen.

Heute wissen wir dass etwa 90% der Gesamtmasse im Universum nicht nur dunkel ist - das heißt sie sendet kein Licht aus - sondern dass sie außerdem aus einer mysteriösen noch unbekannten Teilchenart bestehen muss. Das Geheimnis der Natur der dunklen Matiere im Universum zu lüften ist eine der größten Herausforderungen der heutigen Kosmologie.


Einer der besten Teilchenkandidaten für die dunkle Materie ist ein Teilchen, das Neutralino genannt wird. Dieses Teilchen tritt auf natürliche Weise in Theorien auf, die das Standardmodell der Teilchenphysik erweitern. Diese supersymmetrischen Theorien führen eine neue Symmetrie ein - die Supersymmetrie -, die jedem Boson ein neues supersymmetrisches Fermion zuordnet, und umgekehrt. Bisher wurde noch keines der neuen Teilchen entdeckt. Es wird angenommen dass diese Teilchen zu große Energien besitzen als dass sie mit heutigen Teilchenbeschleunigern nachgewiesen werden könnten.

Die Neutralinos könnten jedoch mit sich selbst annihilieren wenn sie in dichten Regionen des Universums aufeinandertreffen und neben weiteren Teilchen auch hochenergetische Gammastrahlung produzieren. Die Idee ist nun zu versuchen diese Gammastrahlung nachzuweisen und so schliesslich die Natur des Teilchens der dunklen Materie und seine Masse zu bestimmen. Die Stärke der Annihilation der dunklen Materie hängt sehr stark von der Dichte der dunklen Matreie und damit von der genauen Struktur der Halos die unsere und andere Galaxien umgeben ab. Das Hauptaugenmerk für den Nachweis liegt dabei auf unserer Milchstraße, vorallem da ihr Zentrum "nur" etwa 26000 Lichtjahre entfernt ist.

Die Wissenschaftlergruppe am MPA hat große Supercomputer des Garchinger Rechenzentrums der Max-Planck-Gesellschaft verwendet um die Entstehung eines Halos aus dunkler Materie ähnlich zu unserem eigenen mit bis jetzt unerreichter Auflösung zu simulieren (Abb 1). Sie haben für unterschiedliche Parameter der supersymmetrischen Theorie die erwartete Stärke der Gammastrahlung berechnet und diese mit den Nachweisgrenzen zweier Gammastrahlenteleskope der nächsten Generation verglichen. Eines dieser Teleskope ist ein Satellit (Abb 2. obere Illustration: The Gamma Ray Large Area Space Telescope GLAST) das andere ein erdgebundenes Teleskop (Abb 2. untere Illustration: Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System VERITAS).

Sie fanden heraus, dass, mittels einer neuen Nachweisstrategie die nach Gammastrahlung aus einem grossen Bereich zehn oder zwanzig Grad vom galaktischen Zentrum entfernt sucht, GLAST eine gute Chance haben wird die Gammastrahlen zu entdecken (Abb 3). Wir könnten endlich in der Lage sein die dunkle Materie zu "sehen" und ihre immer noch mysteriöse Natur zu enthüllen.

Felix Stoehr | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpa-garching.mpg.de

Weitere Berichte zu: ABB Gammastrahl HALO Materie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert
09.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Elektronenautobahn im Kristall
09.12.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie