Dunkle Materie versteckt sich weiter

Vier Fünftel der Masse im Universum gehen auf das Konto der Dunklen Materie. Laut Theorie - doch sie will und will sich nicht zeigen. Der jüngste und bislang aufwändigste Nachweisversuch endete wie die bisherigen: erfolglos.

Da hat man nun Formeln in der Hand, die sich seit Jahrhunderten wunderbar bewährt haben - und plötzlich spucken sie das falsche Ergebnis aus. Gemeint sind jene Gesetze, mit denen Johannes Kepler einst die Bewegung von Planeten beschrieb.

Die Arbeiten des deutschen Astronomen sind auch heute noch fixer Bestandteil im Theorieinventar, nur im Randbereich von Galaxien weicht das Messergebnis von der errechneten Vorhersage ab: Die Sterne dort bewegen sich zu schnell, was nur dadurch zu erklären ist, dass es da draußen noch viel mehr Materie gibt. Unsichtbare, Dunkle Materie. Solche also, die kein Licht aussendet und sich nur über ihre Gravitation bemerkbar macht.

Unterirdische Tank: Der LUX-Detektor soll Dunkle Materie nachweisen
C.H. Faham
Woraus besteht die Dunkle Materie? Der unterirdische LUX-Detektor soll Antworten liefern

Leider blieb es bislang auch bei diesem indirekten Existenzhinweis über die Schwerkraft. Was die Dunkle Materie ist und woraus sie besteht, wissen die Physiker nicht. Daran hat auch ein aufwändiges Langzeitexperiment in der Homestake-Mine im US-Bundesstaat South Dakota nichts geändert. Dort liegt, tief unter der Erde vor äußeren Einflüssen geschützt, der sogenannte LUX-Detektor. Dessen Herzstück ist ein Tank mit tiefgekühltem flüssigen Xenon.

WIMP-Theorie wackelt

Laut Theorie sollten, sofern ein Dunkles Materieteilchen durch den Tank rast, winzige Lichtblitze bzw. elektrische Ladungen entstehen, die wiederum von einer Detektorschicht registriert würden.

Der Satz darf weiterhin im Konjunktiv stehen bleiben - denn nach 20 Monate dauernden Messungen mit bisher unerreichter Genauigkeit hat das LUX-Team noch immer nichts in Händen. „Was wir beobachtet haben, stimmt mit dem Hintergrundrauschen überein“, sagt der Sprecher der LUX-Kollaboration, Rick Gaitskell. Was im Klartext bedeutet: Fehlanzeige, weit und breit keine Dunkle Materie.

Das bereitet den Theoretikern im Fach mittlerweile Kopfzerbrechen. Sie hatten nämlich erwartet, dass die Dunkle Materie aus sogenannten WIMPs („weakly interacting massive particles“) besteht - Teilchen, die nur ganz schwach mit der handelsüblichen Materie in Wechselwirkung treten und ansonsten eine unscheinbare Existenz jenseits der sinnlich fassbaren Welt führen.

Für die WIMP-Theorie wird es nun eng, doch tot ist sie, wie die Forscher betonen, noch nicht. Möglicherweise war die Empfindlichkeit der Detektoren noch immer zu niedrig. Das Nachfolgeexperiment LUX-ZEPLIN soll in dieser Hinsicht noch einmal um den Faktor 70 mehr leisten. 2020 wird der neue Detektor startbereit sein. Die Suche geht weiter.

Robert Czepel, science.ORF.at

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