Neue Sensoren sollen Dunkle Materie einfangen

Die Physiker des Kernforschungszentrums CERN fahnden seit Jahren nach den Bestandteilen der rätselhaften Dunklen Materie. Die nächste Generation der Detektoren könnte aus Österreich kommen.

Im LHC, dem großen Teilchenbeschleuniger des CERN, werden Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit zur Kollision gebracht. Bei den Zusammenstößen wird nicht nur Energie frei, sondern es entstehen auch neue Teilchen. Die Spuren dieser Teilchen zeichnen die Physiker mit Hilfe von Siliziumdetektoren auf.

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Über dieses Thema berichtet heute auch das Morgenjournal, 26.4.2016, 8.00 Uhr.

Die Messgeräte sind seit Jahren in Betrieb - wegen der Alterung durch den ständigen Teilchenbeschuss müssen sie bei der Generalüberholung im Jahr 2025 ausgetauscht werden, sagt Jochen Schieck, Vorstand des Instituts für Hochenergiephysik (HEPHY) in Wien.

Die Wissenschaftler am CERN prüfen derzeit, wer die hohen Anforderungen für die neuen Sensoren erfüllen und sie in der notwendigen Stückzahl produzieren kann. Immerhin werden Zehntausende dieser Bausteine benötigt, die bisher von einem einzigen Unternehmen aus Japan geliefert wurden. Für ein europäisches Forschungszentrum wäre aber ein europäischer Zulieferer wünschenswert.

Siliziumscheibe mit Detektoren für Elementarteilchen
Infineon Austria Technology AG
Teilchen gesucht: Gelingt mit Detektoren aus Österreich der Durchbruch?

Und daran arbeiten die HEPHY-Wissenschaftler in Kooperation mit Infineon seit Jahren. Sie haben nun einen acht Zoll großen Sensorchip entwickelt, der kostengünstiger ist als die bisherigen sechs Zoll großen Modelle - und wegen seiner robusten Bauart auch weniger schnell altert. „Wir sind sicher, im kommenden Jahr zeigen zu können, dass wir Sensoren produzieren können, die unseren hohen Anforderungen entsprechen“, so Schieck.

Infineon liefert die Silizium-Halbleiter, diese Sensoren werden am HEPHY „veredelt“, also mit Auslesechips, Trägerstruktur, Kühlung etc. versehen. Sollten die Österreicher den Auftrag erhalten, wartet viel Arbeit auf sie, schließlich soll die gesamte Sensorfläche von derzeit 200 auf künftig 1.000 Quadratmeter erweitert werden.

Neben möglicherweise neuen Teilchen erhoffen sich die Wissenschaftler von den erneuerten Detektoren auch Hinweise auf die Dunkle Materie. Diese macht nach bisherigen Beobachtungen ein Viertel der Masse des Universums aus. Doch was sie ist und aus welchen Teilchen sie besteht - diese Frage ist nach wie vor ein großes Rätsel.

science.ORF.at/APA

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