53 überschüssige Ereignisse bringen Teilchenphysiker in Erklärungsnot


Seit Jahren suchen die Forscher der Xenon-Kollaboration nach massereichen Teilchen der dunklen Materie – vergeblich. Jetzt haben sie möglicherweise einen anderen Fisch an der Angel.

Christian Speicher | Neue Zürcher Zeitung

Ein Detail des Detektors, mit dem die Forscher der Xenon-Arbeitsgruppe ein ungewöhnliches Signal entdeckt haben. Xenon-Kollaboration

Das Herzstück des Xenon1T-Experiments ist ein voluminöser Detektor, der mit mehreren Tonnen hochreinem flüssigem Xenon gefüllt ist. Um ihn vor der kosmischen Strahlung abzuschirmen, steht er in einem unterirdischen Labor in den Abruzzen. Stösst ein Teilchen mit einem der zahlreichen Xenonatome in der Flüssigkeit zusammen, so erfährt das Atom einen Rückstoss. Dabei gilt: Leichte Teilchen übertragen ihren Impuls vornehmlich auf die Elektronen in der Atomhülle, schwere Teilchen können hingegen auch dem Atomkern einen Kick versetzen. Der Xenon1T-Detektor erlaubt es, diese beiden Fälle zu unterscheiden.

Ein anderer Fokus

In der Vergangenheit haben die Forscher der Xenon-Arbeitsgruppe vor allem Ereignisse mit einem Rückstoss des Atomkerns analysiert. Auf diese Weise wollte man sogenannte Wimps («weakly interacting massive particles») dingfest machen. Diese massereichen Teilchen sind ein oft genannter Kandidat für die dunkle Materie, die durch ihre Gravitation Galaxien und Galaxienhaufen zusammenhält. Doch die Suche verlief ergebnislos: Die Zahl der gemessenen Ereignisse entsprach ziemlich genau dem erwarteten Hintergrund, der durch die kosmische Strahlung oder Teilchen aus radioaktiven Zerfällen verursacht wird.

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