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 Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau
17.11.2017 | Universität Ulm

nachricht Zwei verdächtigte Sterne unschuldig an mysteriösem Antiteilchen-Überschuss
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte