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
X

DWN-Wochenrückblick

Weniger E-Mails, mehr Substanz: Der DWN-Wochenrückblick liefert 1x/Woche die wichtigsten Themen kompakt als Podcast. Für alle, deren Postfach überläuft.

E-mail: *

Ich habe die Datenschutzerklärung sowie die AGB gelesen und erkläre mich einverstanden.

DWN
Panorama
Panorama DWN-Wochenrückblick KW 10: Die wichtigsten Analysen der Woche
06.03.2026

Im DWN Wochenrückblick KW 10 aus dem Jahr 2026 fassen wir die zentralen wirtschaftlichen und politischen Entwicklungen der vergangenen...

DWN
Unternehmen
Unternehmen Mehr Unternehmergeist: Zahl wirtschaftlich bedeutender Neugründungen steigt deutlich
06.03.2026

Trotz konjunktureller Unsicherheiten wagen in Deutschland wieder mehr Menschen den Schritt in die Selbstständigkeit. Besonders bei...

DWN
Politik
Politik Machtwechsel im Südwesten? Worauf es bei der Landtagswahl in Baden-Württemberg ankommt
06.03.2026

In Baden-Württemberg steht eine politische Zäsur bevor. Nach 15 Jahren endet die Ära von Winfried Kretschmann, der seit 2011 für...

DWN
Unternehmen
Unternehmen KI-Investition in Berlin: Google investiert 5,5 Milliarden Euro
06.03.2026

Google eröffnet in Berlin ein KI-Zentrum und bündelt Forschung, Politik und Industrie unter einem Dach. Das Projekt soll offenbar...

DWN
Politik
Politik US-Raketenbestände im Fokus: Iran-Konflikt belastet militärische Reserven
06.03.2026

Die amerikanischen Angriffe auf den Iran rücken die Belastbarkeit der US-Raketenbestände erneut in den Mittelpunkt militärischer...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Morningstar-Analyse zum Iran-Krieg: Steigender Ölpreis belastet Weltwirtschaft
05.03.2026

Die Finanzmärkte reagieren bislang gelassen auf den Krieg gegen den Iran, doch eine Morningstar-Analyse warnt vor möglichen...

DWN
Politik
Politik Geburtenrate im Sinkflug: Deutsche bekommen weniger Kinder
05.03.2026

Nicht nur der Mittelstand bricht weg, auch die Geburtenrate: Immer wenige Deutsche bekommen Kinder. Viele können sich eigene Kinder nicht...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Experten schlagen Alarm: Straße von Hormus könnte monatelang blockiert werden
05.03.2026

Experten warnen, dass Iran die für den globalen Ölhandel zentrale Straße von Hormus über längere Zeit unter Druck setzen könnte. Wie...