Rezept für Dunkle Materie - wissenschaft.de
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Rezept für Dunkle Materie

Amerikanische Teilchenphysiker glauben, dass der neue Teilchenbeschleuniger des europäischen Zentrums für Kern- und Teilchenphysik (CERN) bei Genf unter Umständen einen Bestandteil der mysteriösen Dunklen Materie herstellen könnte. Dabei handelt es sich allerdings nicht um die schon seit längerem in der Fachwelt postulierten WIMPS ? weakly interacting massive particles (schwach wechselwirkende massive Teilchen) ? sondern vielmehr um deren Zerfallsprodukte. Diese auf den Namen Super-WIMPS getauften Teilchen stellen der Theorie zufolge ebenfalls eine Form von Dunkler Materie dar und können nur durch die Schwerkraft Wechselwirkungen mit anderen Teilchen eingehen.

Obwohl Super-WIMPS daher wohl noch schwerer aufzuspüren sind als die ebenfalls nur über die Gravitation wechselwirkenden Neutrinos, glauben Jonathan Feng und seine Kollegen der Universität von Kalifornien in Irvine, dass der Large Hadron Collider diese Elementarteilchen erzeugen kann. Wenn der neue Teilchenbeschleuniger im Jahr 2007 seinen Betrieb aufnimmt, werden in ihm hochenergetische Protonen zum Zusammenprall gebracht und die dabei entstehenden Zerfallsprodukte analysiert werden. Feng hat nun berechnet, dass dabei neben vielen anderen Teilchen auch Super-WIMPS entstehen können.

Teilchenphysiker haben schon seit längerem vermutet, dass die im Weltraum vorhandene Dunkle Materie aus einer neuen Art von Elementarteilchen besteht, die mit gewöhnlicher Materie und Licht nur sehr schwache Wechselwirkungen eingeht. Diese auf den Namen WIMPS getauften Teilchen gehorchen der Theorie zufolge nur den Gesetzen der schwachen Kernkraft sowie der Gravitation. Dunkle Materie kann daher die Bewegung von Galaxien durch die Schwerkraft beeinflussen.

Fengs Berechnungen ergaben, dass sich WIMPS am CERN wohl innerhalb der nächsten Jahre nicht nachweisen lassen werden. Selbst wenn sie mittels des Large Hadron Colliders erzeugt werden sollten, würde ihre Signatur in dem Hintergrundrauschen untergehen, so der Forscher. Super-WIMPS hingegen könnten sich durch den Protonenzerfall direkt erzeugen lassen. Die Forscher hoffen, dass ihre Studie den Physikern des CERN als Leitfaden für die Entdeckung dieser neuen Form von Dunkler Materie dienen kann.

Physical Review Letters, Bd. 96, Artikel 151802 Stefan Maier
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