Dunkle Materie: Forscher überrascht von Signal in Detektor

Das Signal eines Detektors für Dunkle Materie sorgt bei Forschenden der Universität Zürich für Erstaunen. Sie suchen nun nach Erklärungen.

Dunkle Materie Künstlerisch — Eine künstlerische Darstellung von Dunkler Materie. (Symbolbild) - Pixabay

Das Wichtigste in Kürze

Forschende der Uni Zürich untersuchen die Signale eines Detektors für Dunkle Materie.
Bei der Auswertung kamen überraschende Ergebnisse zum Vorschein.
Erklären können die Beteiligten die neue Entdeckung noch nicht.

Forschende der Universität Zürich können sich die unerwarteten Signale in den Daten des Xenon1T-Detektors für Dunkle Materie nicht recht erklären. Deren Ursprung könnte relativ banal sein – oder aber der Anfang einer bedeutenden Entdeckung.

«Die neuen Ergebnisse des Xenon-Detektors sind sehr aufregend», wird Laura Baudis in einer Medienmitteilung vom Mittwoch zitiert. Sie ist Physik-Professorin an der UZH und führend am Forschungsprojekt beteiligt.

Der Detektor suchte bis Ende 2018 im Gran-Sasso-Untergrundlabor des Nationalen Instituts für Kernphysik in Italien nach Teilchen der Dunklen Materie. Diese macht 85 Prozent der Materie im Universum aus.

Bisher keine Dunkle Materie gefunden

Gefunden hat der weltweit empfindlichste Detektor bislang zwar noch keine Teilchen von Dunkler Materie, dafür aber seltene Ereignisse. Fliegt ein Teilchen durch das verflüssigte Xenon, kann es mit Xenon-Atomen zusammenstossen. Dabei können schwache Lichtsignale ausgelöst und Elektronen aus dem getroffenen Atom geschlagen werden.

Bei der Analyse von Daten des Detektors sei nun ein Signalüberschuss festgestellt worden, heisst es in der Mitteilung. Beim Abgleich mit den erwarteten 232 Ereignissen bekannter Teilchen fanden die Forscherinnen einen überraschenden Überschuss von 53 Ereignissen.

Deren Ursprung ist bisher nicht geklärt. «Wir behaupten nicht, Dunkle Materie gefunden zu haben. Aber wir können uns den unerwarteten Signalüberschuss noch nicht vollständig erklären», wird Baudis zitiert.

Erster Nachweis für ein neues Teilchen?

Eine denkbare Erklärung wäre die Existenz eines neuen Teilchens. Das gemessene Energiespektrum gleicht demjenigen, welches für in der Sonne erzeugte Axionen erwartet werde. Axionen sind hypothetische Teilchen, die einer in der Natur beobachteten Symmetrie der Kernkräfte entsprechen.

Alternativ könnten laut Mitteilung auch überraschende Eigenschaften der bereits bekannten Neutrino-Teilchen hinter dem unerwarteten Signal stecken.

Die Dritte mögliche Ursache wäre die unspektakulärste: Es könnten sich extrem kleine Mengen an Tritium im flüssigen Xenon des Detektors befinden. Die Anwesenheit von Tritium könne derzeit allerdings weder bestätigt noch ausgeschlossen werden.