Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf der Suche nach der geheimnisvollen "Dunklen Materie"

19.04.2001


Physiker der Universität Siegen beteiligen sich an dem internationalenSatellitenexperiment PAMELA, das in gut einem Jahr mit Hilfe einerrussischen Sojusrakete in eine polare Erdumlaufbahn gebracht werden soll.
Dieses Experiment soll dazu dienen, den unbekannten Teilchen der sog."Dunklen Materie" auf die Spur zu kommen.

Diese "Dunkle Materie" ist eines der großen Rätsel der heutigen Astrophysik und beschäftigt viele Wissenschaftler aus verschiedenen Bereichen der Physik.


Aufmerksam auf diese "Dunkle Materie" wurden die Astrophysiker als es gelang, die Bewegung von großräumigen Massenverteilungen innerhalb von Galaxien-Haufen zu vermessen. Es stellte sich nämlich heraus, dass ihre Bewegung nur erklärt werden konnte, wenn man eine zusätzliche Masse einführte, die nicht in den beobachtbaren Sternen vorhanden ist. Woraus sollte diese unbekannte Materie aber bestehen, die offenbar mehr als 90% der Gesamtmasse im Universum ausmacht, die sich aber nur durch ihre Gravitationskraft mitteilt, und ansonsten mit keinem Licht oder anderer Materie in Wechselwirkung tritt? Anregungen und Hinweise ergeben sich aus der Elementarteilchenphysik, die sich mit der Wechselwirkung von Teilchen und dem Austausch von Kräften beschäftigt. So passt es zu bestehenden Theorien, dass es sich hier möglicherweise um massereiche Teilchen handeln könnte, die nur sehr schwach mit dem Rest der Welt kommunizieren. Man nennt diese Teilchen "WIMP"-Teilchen (weakly interacting massive particles). Die Physiker haben auch schon Teilchen gefunden, die sich so verhalten, z.B. das Neutrino. Leider ist das Neutrino aber masselos bzw. besitzt nur eine sehr kleine Masse, so dass es für die "Dunkle Materie" nicht verantwortlich sein kann.
Eine Möglichkeit, diese WIMP-Teilchen aufzuspüren, besteht in der Wechselwirkung mit ihren Antiteilchen, deren Existenz die Elementarteilchenphysik erlaubt und die auch bei den bisher bekannten Elementarteilchen vorhanden sind. So ist z.B. das Antiproton das Antiteilchen des Protons oder das Positron das Antiteilchen des Elektrons. Wenn diese beiden Teilchen sich nahe kommen, wird ihre Masse in Energie verwandelt. Prozesse dieser Art werden heute in sehr praktischen Anwendungen genutzt, z.B. in der medizinischen Diagnostik.
Wenn WIMP-Teilchen mit ihren Antiteilchen in Berührung kommen, sollten ähnliche Prozesse zu erwarten sein. Die Folge wäre z.B. die Produktion von Antiprotonen wie auch Positronen, die dann vermehrt in der galaktischen Teilchenstrahlung zu finden sein sollten. Das PAMELA-Experiment ist speziell darauf ausgerichtet, nach diesen Antiprotonen und Positronen sehr sorgfältig zu suchen.

Mit einem Magnetspektrometer soll die Energie und die Häufigkeit der aus dem Weltraum einfallenden hochenergetischen kosmischen Antiprotonen wie Positronen präzise vermessen werden. Für die Entwicklung und den Bau von geeigneten Messdetektoren erhielten die Physiker in der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Manfred Simon bisher Fördermittel aus dem BMBF in Höhe von rd. 4 Millionen DM. In die Arbeiten sind Studierende, Diplomanden und Doktoranden eingebunden, deren Ausbildung dadurch eine besondere Qualität erfährt.
Der Beitrag der Siegener Physiker besteht in der Entwicklung und dem Bau von zeitlich hochauflösenden Detektoren, die es ermöglichen, die Flugzeit von Teilchen bei nahezu Lichtgeschwindigkeit mit einer Präzision von besser als einer Milliardstel Sekunde zu messen. Dies erfordert neue Entwicklungen in der Messtechnik unter Verwendung leistungsarmer Elektronik.
Erfahrungen und internationale Anerkennung beim Bau moderner astrophysikalischer Experimente haben sich die Wissenschaftler im Fachbereich Physik der Universität Siegen durch frühere Beteiligungen an Ballonexperimenten erworben, die sie gemeinsam mit Forschergruppen der NASA sowie aus Universitäten in den USA, Italien, Schweden und Indien durchgeführt haben.
Zur Zeit wird das PAMELA-Experiment in Rom aufgebaut und für den Flug im Weltraum vorbereitet. Es ist geplant, über einen Zeitraum von über drei Jahren wissenschaftliche Daten zur Erde zu senden. Die Siegener Wissenschaftler werden sich an allen Phasen dieses Projektes aktiv beteiligen, insbesondere auch an der wissenschaftlichen Auswertung der Messdaten.

Ullrich-Eberhardt Georgi | idw

Weitere Berichte zu: Antiproton Antiteilchen Materie Positron Teilchen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt
17.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Vorhersagen bestätigt: Schwere Elemente bei Neutronensternverschmelzungen nachgewiesen
17.10.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

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: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mobilität 4.0: Konferenz an der Jacobs University

18.10.2017 | Veranstaltungen

Smart MES 2017: die Fertigung der Zukunft

18.10.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

18.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben

18.10.2017 | Messenachrichten

»ILIGHTS«-Studie gestartet: Licht soll Wohlbefinden von Schichtarbeitern verbessern

18.10.2017 | Energie und Elektrotechnik