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In der Salzmine auf der Jagd nach Dunkler Materie

Teilchenphysiker in Großbritannien, Frankreich, Italien sowie in den Vereinigten Staaten suchen dieser Tage mit verbesserten Detektoren nach Hinweisen auf Dunkle Materie im All. Dazu wollen sie bisher unbekannte, nur von Theorien postulierte schwere Elementarteilchen nachweisen, wenn diese auf die Erde auftreffen. Der größte derartige Detektor ist soeben in Großbritannien eingeweiht worden.

Die sogenannten WIMPs (weakly interacting massive particles oder schwach wechselwirkende massive Teilchen) sind nach Meinung zahlreicher Astrophysiker so schwer, dass sie bis zu 90 Prozent der bisher unentdeckten Masse unserer Galaxie ausmachen könnten. Der Nachweis, dass derartige Teilchen wirklich existieren, wäre daher ein Durchbruch auf der Suche nach der Dunklen Materie im All.

Obwohl WIMPs im Vergleich zu gewöhnlichen Elementarteilchen wie Protonen oder Neutronen sehr schwer sind, ist ihre Wechselwirkung mit gewöhnlicher Materie extrem schwach. Die an der Jagd nach den WIMPs beteiligten Forschern haben daher große Detektoren aus Kanistern gebaut, die mit hochreinen Elementen aufgefüllt und von einer Reihe von Nachweisgeräten umgeben sind. Damit sollen die Zerfallsprodukte, die bei der Wechselwirkung eines WIMPs mit einem herkömmlichen Atom entstehen, nachgewiesen und somit indirekt auf die Existenz der mysteriösen Teilchen geschlossen werden.

Forscher in Großbritannien suchen schon seit fast zehn Jahren mit einem in einer Salzmine in Boulby vergrabenen Detektor nach den Teilchen. Der Detektor befindet sich 1100 Meter unter Grund und ist somit von kosmischen Strahlen und der natürlichen Radioaktivität des Gesteins an der Erdoberfläche hinreichend abgeschirmt, so dass die empfindlichen Experimente nicht gestört werden.

Im Laufe der letzten Jahre wurde die Boulby-Anlage zudem umgebaut und dabei beträchtlich erweitert, so dass sie nun die größte ihrer Art darstellt. Da die WIMPs nur sehr selten mit gewöhnlicher Materie wechselwirken, könnte dies einen entscheidenden Vorteil bei der Jagd nach den Teilchen darstellen, so Tim Summer, einer der an dem britischen Projekt beteiligten Forscher des Imperial College in London.

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Stefan Maier
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