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Die Datenbonanza der Dunklen Materie
Das Universum ist voller mysteriöser unsichtbarer Dinge, die sich weigert, mit Licht zu interagieren. Es reflektiert, emittiert oder absorbiert Licht. Aber Astronomen wissen, dass es wegen seiner Gravitationswirkung auf das sichtbare Material da ist. Sie nennen es dunkle Materie.
Aber es gibt ein Problem. Wenn es Dunkle Materie gibt (und in diesem Blog haben wir uns eine Reihe alternativer Ideen angesehen), sollte es eine Menge davon geben. Astronomen schätzen, dass 83 Prozent der Masse des Universums diese Form annehmen sollten. Der Rest, nur 17 Prozent, ist sichtbar.
Wo ist das ganze Zeug? Es sollte das Sonnensystem, die Erde und unsere Umwelt durchdringen. Und doch, wenn Physiker danach suchen, finden sie Zip.
Zumindest finden die meisten Physiker nichts. In den letzten Jahren hat eine Gruppe von Wissenschaftlern von den Dächern gerufen, dass sie dunkle Materie sehen können.
Diese Jungs haben einen riesigen Salzklumpen auf den Grund einer Mine in Italien gelegt. Bei diesem Klumpen handelt es sich um einen 250 kg schweren, mit Thallium dotierten Natriumjodid-Kristall. Die Idee ist, dass eine Kollision zwischen einem exotischen Teilchen und einem Kern im Kristall ein Photon erzeugen würde, das von empfindlichen Lichtdetektoren in der Nähe aufgenommen werden kann.
Dieses Experiment heißt DAMA/LIBRA und seine Ergebnisse sind umstritten. Während Teilchen der Dunklen Materie durchaus Photonen im Kristall erzeugen können, kann jede andere Art von Teilchen auch Licht erzeugen. Das Experiment erfasst also auch kosmische Strahlung, thermische Neutronen und Hintergrundradioaktivität. Dadurch werden die Ergebnisse extrem verrauscht.
Es gibt jedoch eine Möglichkeit, das Dunkle-Materie-Signal von all diesem Hintergrund zu trennen. Während sich die Sonne durch die Galaxie bewegt, muss sie sich auch durch ein Meer aus dunkler Materie bewegen. Und während sich die Erde um die Sonne bewegt, wird sie zu manchen Jahreszeiten schneller und zu anderen Zeiten langsamer in das Meer aus dunkler Materie eintauchen.
Das Signal der Dunklen Materie sollte also eine jährliche Modulation haben.
Das ist genau das, was die DAMA/LIBRA-Leute sagen, dass sie es sehen können. Das Signal der Dunklen Materie erreicht im Mai seinen Höhepunkt und fällt dann ab. Und dies ist kein schwaches vorläufiges Signal – die DAMA/LIBRA-Leute sagen, dass die statistischen Beweise so klar sind, dass es fast keine Möglichkeit gibt, dass sie sich irren.
Aber die meisten Astrophysiker haben das DAMA/LIBRA-Ergebnis ignoriert und sogar lächerlich gemacht. Der Grund dafür ist, dass es viele andere Detektoren für dunkle Materie auf dem Grund anderer Minen auf der ganzen Welt gibt, die nichts sehen. Viele davon gelten als zuverlässiger, weil sie das Hintergrundrauschen vor kosmischer Strahlung usw. abschirmen.
Sie sollten nur die dunkle Materie sehen. Aber sie tun es nicht.
Oder zumindest nicht. Vor einigen Wochen gab ein Team mit einem Detektor namens CoGeNT am Grund einer Mine in Minnesota bekannt, dass es sehr ähnliche Beweise wie das DAMA/LIBRA-Experiment gesammelt hat. Ihr Nachweis von Dunkler Materie ist statistisch nicht so stark, aber sie ist genau gleich moduliert und erreicht ihren Höhepunkt Ende April oder Anfang Mai.
Dan Hooper vom Fermi National Accelerator Laboratory und Chris Kelso von der University of Chicago überprüfen heute die Daten von CoGenT und DAMA/LIBRA und sagen, dass sie miteinander kompatibel sind. Wenn die wahre Phase Anfang Mai ihren Höhepunkt erreicht, würde dies eine Modulation darstellen, die mit der von der DAMA/LIBRA-Kollaboration berichteten übereinstimmt, sagen sie.
Angesichts der Skepsis, die viele Forscher gegenüber dem DAMA/LIBRA-Team gezeigt haben, ist das eine ziemliche Aussage.
Aber die Beweise hören hier nicht auf. Hooper und Kelso sagen auch, dass die Art der dunklen Materie, die diese Ergebnisse implizieren, mit anderen indirekten Beweisen für dunkle Materie übereinstimmt, die andere Experimente gesehen haben. Dinge wie das Spektrum der Gammastrahlen, das vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop beobachtet wurde, und der Dunst der WMAP-Raumsonde, von dem angenommen wird, dass er von Elektronen in der Nähe des Zentrums der Galaxie erzeugt wird, die Photonen emittieren.
Und es kommt noch mehr. Hooper und Kelso sagen, dass ein weiteres Experiment kurz davor steht, detaillierte Ergebnisse zu veröffentlichen, die die Behauptungen von DAMA/LIBRA-CoGenT untermauern. Die CRESST-Kollaboration hat über die Beobachtung eines Überschusses von Ereignissen berichtet, die in etwa mit denen übereinstimmen, die von einem CoGeNT-ähnlichen Teilchen der Dunklen Materie erwartet werden.
Die Welt der Dunklen Materie-Forschung wurde also in wenigen Monaten auf den Kopf gestellt. Nach Jahren negativer Berichte gibt es plötzlich eine Lawine positiver.
Das macht es nicht nur für Physiker interessant, sondern auch für Psychologen, die sich mit Gruppendynamik befassen. Der Prozess, durch den wissenschaftliche Ideen zu wissenschaftlichen Tatsachen werden, war schon immer undurchsichtig und seltsam.
Aber die Wahrheit ist, dass es ebenso anfällig für menschliche Schwächen ist wie jedes andere Feld der Bemühungen und daher ebenso anfällig für Modeerscheinungen und plötzliche Meinungsänderungen. Es wird interessant sein zu sehen, was Wissenschaftshistoriker von dieser Episode halten.
Ref: http:// arxiv.org/abs/1106.1066 : Auswirkungen der neuen Ergebnisse von CoGeNT für dunkle Materie