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Dunkle Materie: Forschungsergebnis aus Südkorea bestätigt Zweifel an Alt-Forschung

Die Erforschung der dunklen Materie bleibt spannend. Neue Ergebnisse aus Südkorea schüren die Zweifel am bisher einzigen entdeckten Teilchen-Signal weiter.

2 Min. Lesezeit
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Seit 2016 werden im südkoreanischen Labor von Cosine-100 physikalische Daten gesammelt. (Foto: Cosine 100/Yale University)

Ob SuperCDMS, Xenon, Edelweiss oder Lux: Während es an sich zahlreiche Hinweise auf die Existenz von dunkler Materie gibt, verläuft die Suche nach den konkreten Teilchen, die ihr zugrunde liegen, bislang weitestgehend ohne Erfolg. Die meisten Experimente konnten nur Ergebnisse vermelden, die zwar häufig sehr genau, aber eben negativ waren.

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Lediglich im Dama/Libra-Experiment, das in einem italienischen Gebirgsmassiv durchgeführt wird, stieß man auf ein Signal. Das wird seither mit seinen jährlich auftretenden Schwankungen beobachtet, ähnliche Projekte wie Anais in Spanien und Sabre in Italien versuchten außerdem, es für eine Bestätigung zu reproduzieren. Einen Erfolg gab es dabei bisher nicht, die Dama/Libra-Ergebnisse sind unter anderem deswegen umstritten.

Cosine-100: Ergebnisse der Suche nach Teilchen-Signalen veröffentlicht

Den Versuch einer Reproduktion startete man 2016 auch mit dem Cosine-100-Experiment in Südkorea. Etwa 700 Meter unter der Erde liegt der Versuchsaufbau, der für die Suche nach einem sogenannten Wimp-Signal (Weakly Interacting Massive Particles) genutzt wird. Die Forschungsergebnisse, die von 2016 bis 2018 generiert worden waren, hat das zuständige Team jetzt im Fachmagazin Science Advances veröffentlicht.

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Die Gesamtaussage der durchgeführten Untersuchungen scheint zunächst ernüchternd und reiht sich in die bisherigen Ergebnisse ein: Es gibt keine Hinweise auf das im Dama/Libra-Experiment gefundene Signal. Diese Erkenntnis bleibt aber nicht einfach ohne Einfluss im Raum stehen, vielmehr trägt sie mit dazu bei, dass die Diskussion um die Dama/Libra-Ergebnisse bei der Suche nach Teilchen dunkler Materie endgültig geschlossen werden könnten. Offenbar haben Forscherinnen und Forscher weiterhin keine Ahnung, woraus Dunkle Materie besteht. Dabei soll sie den Großteil aller Materie im Universum bilden und unsere Galaxien davor bewahren, auseinanderzufliegen.

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Forschungsbericht: Dama-Ergebnisse konnten nicht reproduziert werden

„Unser Team hat herausgefunden, dass das, was DAMA beobachtet hat, unter den meisten grundlegenden Annahmen darüber, wie WIMPs mit gewöhnlicher Materie interagieren sollten, nicht die dunkle Materie sein kann“, zitiert das Onlinemedium Gizmodo Reina Maruyama, Physikerin an der Yale University und Mitautorin der jüngsten Veröffentlichung.

Einen Punkt wolle man nun allerdings noch genauer untersuchen: „Wir haben die von DAMA beobachtete jährliche Modulation, die laut DAMA auf dunkle Materie zurückzuführen ist, noch nicht eingehend getestet. Das ist unser nächstes Ziel“, so Maruyama.

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Auch von der Dama-Seite gibt es ein Statement zur Veröffentlichung: Die Cosine-100-Ergebnisse würden „nichts an der Untersuchung der dunklen Materie“ ändern, so die italienische Physikerin Rita Bernabei. Die Detektoren der beiden Experimente seien nicht identisch und die in Cosine-100 angewandte Methodik könne zu „großen Unsicherheiten und Verzerrungen“ führen.

Dunkle Materie? Wohl eher nicht

Das Cosine-100 Experiment reiht sich also hinter vorherige Untersuchungen ein, die die Dama-Ergebnisse nicht reproduzieren konnten. Das trägt einmal mehr dazu bei, dass Physiker:innen bezweifeln, dass das Dama-Signal tatsächlich etwas mit dunkler Materie zu tun hat.

Zu den Skeptikern gehört auch Dan Hooper von der University of Chicago. „Dennoch waren wir uns alle einig, dass es am überzeugendsten wäre, wenn ein Experiment durchgeführt werden könnte, bei dem genau die gleiche Art von Zielmaterial verwendet wird wie bei DAMA“, so der Physiker gegenüber Gizmodo – bei Cosine-100 sei das nun der Fall gewesen. „Ich weiß immer noch nicht, was DAMA sieht – vielleicht ist es ein seltsamer Hintergrund oder einfach ein Fehler, den sie irgendwie gemacht haben. Aber was auch immer vor sich geht, es scheint nichts mit dunkler Materie zu tun zu haben.“

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