Technologie

Messgenauigkeit hundert mal höher als zuvor: Entschlüsseln Forscher endlich das Geheimnis der dunklen Materie?

Experimentalphysiker verzweifeln an der dunklen Materie. Dutzende Versuche zum Nachweis der mysteriösen Materie blieben ohne Erfolg. Jetzt startet ein neuer Versuch – mit Kupferplatten. Noch kein Experiment war so vielversprechend.
07.11.2020 16:04
Aktualisiert: 07.11.2020 16:04
Lesezeit: 2 min
Messgenauigkeit hundert mal höher als zuvor: Entschlüsseln Forscher endlich das Geheimnis der dunklen Materie?
Ein Großteil der Masse des Universums besteht aus unbekannter Materie. (Foto: Pixabay)

Wissenschaftler der regierungsnahen US-Laboreinrichtung „Fermilab“ wagen einen neuen Anlauf, die schon vor fast 90 Jahren erstmals postulierte dunkle Materie nachzuweisen.

Dazu benutzen sie Kupferplatten, welche zu einer sogenannten „SNOBOX“ geformt werden. Die Snobox wird dann fast bis zum absoluten Tiefpunkt heruntergekühlt, um über hypersensitive Detektoren im Inneren kleinste Wechselwirkungen von dunkler Materie mit Atomen nachzuweisen.

Viel Bewegung sollte man allerdings nicht erwarten: „Bei dunkler Materie sucht man die Nadel im Heuhafen. Im besten Fall werden wir pro Jahr eine Handvoll Zusammenstöße registrieren“, wird einer von Fermilabs Wissenschaftlern zitiert.

Störsignale in Form von Zusammenstößen mit gewöhnlicher Materie sind dabei natürlich ein großes Ärgernis. Die gesamte äußere Schicht der Snobox ist deshalb im Vakuum. Ein weiteres potentielles Problem sind radioaktive Bestandteile im Kupfermaterial. Das aus Finnland importierte Kupfer muss deshalb einen Reinheitsgrad von nahezu 100 Prozent aufweisen.

Das Snobox-Experiment ist ein Teil der Experiment-Reihe „Super Cryogenic Dark Matter Search“ (SuperCDMS). Die Snobox soll – dank der nahezu perfekten Reinheit des Kupfers – im Vergleich zu bisher verwendeten Detektoren eine bis zu 100-mal größere Mess-Genauigkeit besitzen. Aus diesem Grund sind die Forscher vorsichtig optimistisch, dass das Geheimnis um die dunkle Materie endlich gelüftet wird.

Das ungelöste Rätsel der dunklen Materie

Dunkle Materie zählt zu den interessantesten und komplexesten Forschungsgebieten in der Physik, aber auch zu den erfolglosesten. Bis heute konnte ihre Existenz nicht bewiesen werden. Neben dem Einsatz hochsensibler Detektoren gibt es auch andere Möglichkeiten, Dunkle Materie nachzuweisen. Beispielsweise versucht man in Beschleunigeranlagen unter enorm hohen Energieaufwand, Dunkle Materie künstlich zu erzeugen. Mit unzähligen Experimenten – auch am LHC-Teilchenbeschleuniger in Genf – haben die Physiker auf der ganzen Welt bislang vergeblich versucht, „dunkle“ Partikel nachzuweisen.

Dunkle Materie ist eine postulierte Form von Materie, die nicht direkt sichtbar ist, aber über die Gravitation wechselwirkt. Sie ist also noch ein rein theoretisches Konstrukt, das sich nur aus indirekten Messungen ergibt. Solchen Messungen zufolge besteht rund 95 Prozent der Masse des Universums aus unbekannter und unsichtbarer Materie. Ein Teil der Materie des Universums (insgesamt etwa 25 Prozent) soll dunkle Materie sein, der Großteil (rund 70 Prozent) soll aus sogenannter „dunkler Energie“ bestehen und nur ein kleiner Bruchteil (rund 5 Prozent) macht demnach die für uns Menschen sichtbare gewöhnliche Materie aus.

Der Physiker und Astronom Franz Zwicky hatte 1933 Bewegungen von Galaxien im Coma-Galaxienhaufen untersucht. Diese waren viel zu schnell, als dass sichtbare Materie – also Sterne, Planeten, Gas, Staub und so weiter – mithilfe ihrer Schwerkraft für eine Stabilisierung der Galaxienhaufen-Struktur hätten sorgen können. Erklärbar war dieses Phänomen nur durch die Annahme, dass es Unmengen an nicht sichtbarer Masse gibt, die zusätzlich als eine Art „Klebmasse“ zwischen den Himmelskörpern agiert. So war die Theorie der Dunklen Materie geboren, später differenzierte man zwischen Dunkle Materie und Dunkler Energie.

Mehr zum Thema
Bleiben Sie über das Thema dieses Artikels auf dem Laufenden Klicken Sie auf [+], um eine E-Mail zu erhalten, sobald wir einen neuen Artikel mit diesem Tag veröffentlichen
DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Italiens Ex-Ministerpräsident Letta im Interview: Einmalige Chance für Europa zur Reform des Binnenmarkts
10.05.2026

Europas Wettbewerbsfähigkeit gerät unter Druck, während sich das politische Kräfteverhältnis in der EU verschiebt. Kann der Kontinent...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Quantencomputing an der Börse: Was Anleger jetzt wissen sollten
10.05.2026

Quantencomputing wird für Anleger zunehmend greifbar, da technische Fortschritte und neue Börsengänge den Markt in eine neue Phase...

DWN
Politik
Politik Wie denken Jugendliche über Deutschland? Jugendstudien geben ernüchternde Antworten
10.05.2026

Psychische Belastungen sind bei jungen Deutschen auf Höchststand. Jugendliche sind zunehmend besorgt über ihre eigene Zukunft. Immer mehr...

DWN
Immobilien
Immobilien Mieten 101: Wie Sie Ihre Traumwohnung kriegen - trotz eines angespannten Immobilienmarktes
10.05.2026

Jeder kennt Horrorgeschichten von Wohnungsbesichtigungen mit 50 Bewerbern auf ebenso vielen Quadratmetern. Wie Sie als Bewerber aus der...

DWN
Panorama
Panorama Futuristische Kabinen auf alten Gleisen: Neues öffentliches Verkehrssystem mit autonomen Fahrzeugen?
10.05.2026

Stillgelegte Bahnstrecken könnten für den öffentlichen Nahverkehr im ländlichen Raum wieder an Bedeutung gewinnen. Kann Monocab OWL...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Die Box, die Distanzen schrumpfen ließ: 60 Jahre Logistik-Wunder
10.05.2026

Sie sehen aus wie bunte Bauklötze aus Stahl und passen nahtlos auf Schiffe, Züge sowie Lastwagen: Container. Als am 5. Mai 1966 das erste...

DWN
Panorama
Panorama Klimafreundlicher Straßenbau: Kälterer Asphalt soll CO2-Ausstoß senken
10.05.2026

Klimafreundlicher Asphalt wird für die Baubranche zunehmend zum Prüfstein zwischen Kosten, CO2-Reduktion und technischer...

DWN
Technologie
Technologie Antropic: Gefürchtetes KI-Modell erschüttert Banken und Regierungen
10.05.2026

Anthropic will den Zugang zu Mythos ausweiten, obwohl das Weiße Haus Sicherheitsbedenken anmeldet. Das KI-Modell soll unbekannte...