Düüster Materie: Dat Finnen van neie Deilkes

van Ludgerd Lüske

Physikers seuket all lange nao dei wunnerlicke düüstere Materie. All in dei 1930er Johre wunnerden sick Astronomen äöwer eine komischket Resultaot: Galaxien, dei ansick uteinanner fleigen schullen, bleeben tausaome. Tau dei sichtboren Himmels-Deile — Sterne, Planeten, Gas- un Stoffwulken — möss et noch eine Ort unsichtbore Materie gäben. Dei ehre Gravitation hüllt dei Galaxie tausaome. Aower kiener weit so recht, wat disse Düüstern Materie is. Ut wat kunn dit Wark bestaohn? Sünd et ultralichte off orig schwore Elementor-Deilkes? Un häbbt Schwarte Löcker hiermit wat tau daun?

Up dei heile Welt is man an't Seuken. Vellicht kann dei neie Generation van Experimente, so at ALPS II, dat Raodel van dei Düstern Materie upkloren.

Rotationsgeschwinnigkeiten in eine Galaxie. Bild-Daoten: L. Lüske

Verdeilen van Energie un Materie in'n Weltruum. Bild-Daoten: L. Lüske

In dei 1970er Johre sehgen Astronomen, dat Sterne an dei Kante van eine Galaxie so drocke rund löpen, dat sei ut dei Galaxie rutsuusen mössen, wenn man blots dei Schworkraft van dei sichtbore Materie räken dö. So kreegen dei Forschkers dei Idee, dat eine unsichtbore "düstern" Materie dei Sterne mit ehre eigen Schworkraft in ehre Ümlop-Baohnen faste hollen möss. Dordör is uck use Melkstraoten all vör eine lange Tied nich uteinanner dräwen.

Dat wunnerlickste Wark in dat Universum: Dei Düstern Materie kummp in'n Kosmos mehr at fiefmaol so faoken vör at dei bekannte sichtbore Materie. Sei wesselwarkt nich mit dei elektromagnetischke Straohlung, at Lecht, un is so einfach nich sichtbor.

Kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung. Bild-Daten: Wikimedia

Dei kosmischke Mikrowellen-Achtergrund-Straohlung entstünd 380.000 Johre nao den Urknall un schinnt immer noch dör dat Universum. Lüttke Ännerungen bi dei Straohlungs-Temperatur, dei dei Satellit "Planck" mäten kunn, wörn dei Anfang van naokaomen Galaxien-Hoopen. Dat Verdeilen van disse orig minnen Ännerungen wiest, dat dei Düüstern Materie all dor was, at et noch kiene Galaxien geef.

Gravitationslinseneffekt. Bild-Daoten: L. Lüske, nao DESY

Dei Gravitionslinsen-Effekt gellt at ein annern Bewies för dat Vörkaomen van Düüstern Materie. Dat Lecht van wiet weg liggen Galaxien werd van dei van dei Düüstern Materie ehre Gravitations-Kraft ein bäten afflenkt.

Dat Lecht-dör-dei-Wand-Experiment

Mit dat ALPS-II-Experiment bi DESY will man Lecht dör eine Wand leiten. So schall dei Düstern Materie sichtbor wern.

Dat Lecht dör dei Wand-Experiment: ALPS II. Bild-Daoten: L. Lüske

Up den Arbeits-Zädel van dei DESY-Forschkers staoht nich blots orig schwore Deilkes, nao dei man mit grote Hochenergie-Driewers seuken dait. Uck dei annaohmen orig lichten Deilkes kunnden helpen bi dat Verkloren van unverstaohn physikaolischke Saoken. Gägen dei gewaltigen Anlaogen van den LHC is ALSP II ein wohrhaft lüttket Experiment. Dormit willt dei DESY-Forschkers dei orig lichten Deikes finnen.

ALPS II: 1 Super LASER-Straohl. Bild-Daoten: L. Lüske nao DESY

ALPS II ("Any Light Particle Search", dei Söök nao jichtenswelk lichte Deilkes) is weltwiet dat eierste Experiment, dat orig lichte Deilkes van dei Düüstern Materie herstellen un naowiesen kunn. För dat Vörkaomen van sücke neien Elementor-Deilkes giff et wisse Wiesteiken ut dei Astrophysik. Dei neumt man Axionen off axion-ähnlicke Deilkes. Dei in ALPS II entstaohn Deilkes kunn man faoten, wenn dei schiens Lecht dör eine lechtdichte Wand leiten dön. ALPS II is in einen rund 300 Meter langen, lieken End van den DESY-HERA-Tunnel upbawt. Dat Experiment kombineiert Driew-Magnete van HERA mit eine hoch naue Interferometrie un dei besten Lechtdetektoren.

ALPS II: 2 Ümwanneln van ein Photon in ein Axion. Bild-Daoten: L. Lüske nao DESY

Dat Lecht löpp dör ein starket Magnetfeld van twölf Supraleit-Magnete. Nao dei Theorie kunn so ut ein Photon ein Axion wern. Dit passeiert mit
eine Wohrschienlickkeit van 1/10ooooooooooooo = 1/10E14.

ALPS II: 3 Laserlecht wannelt sick vör dei Wand ümme. Bild-Daten: L. Lüske nao DESY

Dei Wand hollt dat Laserlecht up. Aower ein Axion kunn einfach dör dei Wand suusen.

ALPS II: 4 Achter dei Wand wannelt sich Axionen trügge in ein Photon. Bild-Daoten: L. Lüske nao DESY

In ein Magnetfeld up dei annere Wandsiete käönt ut dei Axionen wedder Photonen wern.

ALPS II: 5 Ein Detektor faotet dei neien Photonen. Bild-Daoten: L. Lüske nao DESY

Ein Detektor mätt dat Lecht-Deilken, dat schiens dör dei Wand kaomen is. Dat möglicke Ümwanneln kummp wohrhaft nich faoken vör. So mutt dei Detektor uck orig nau gaohn. Hei mutt dorbi blots ein poor Photonen an'n Dag faoten käönen.

Wecker weit, vellicht finnt ALPS II, vör dei Expeimente an dei Milliarden düüren Driewers, Wiesteiken för eine neie Physik? Mit dei Driewer-Resultaote tausaomebröcht, kann disse Forschkung helpen bi dat Verstaohn van dei elementoren Deilkes in dat Universum.

Nao dei Bidräge van:
DESY Dark Matter / ALPS II
ALPS II - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
Das ALPS-Experiment und die Dunkle Materie — Video