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Lexikon der Astronomie: WIMP

WIMP ist ein Akronym und steht für Weakly Interacting Massive Particle, also ein schwach wechselwirkendes, massereiches Teilchen.

Fliegengewicht Neutrino ist kein WIMP

Das Neutrino zählt nicht zu den WIMPs, weil es zu leicht ist. Dennoch hat das Neutrino eine endliche Ruhemasse. Neutrinos werden typischerweise beim Beta-Zerfall von einem Radionuklid emittiert. Anfangs war man sich nicht sicher, ob sie Masse tragen oder nicht. Dies konnte jedoch experimentell mit Superkamiokande in Japan verifiziert werden.

Was sind die WIMPs?

WIMPs sind massereich und die Forscher kennen in der Theorie viele davon. Vor allem durch die Supersymmetrie (SUSY) wird der 'WIMP-Zoo' bereichert. Von den WIMPs erhoffen sich die Astronomen eine Lösung des Missing-mass-Problems, weil eine signifikante Anzahl WIMPs die Masse des Universums beträchtlich erhöhen könnte (supersymmetrische Dunkle Materie: DM-SUSY).

Wo sind die WIMPs?

Offensichtlich ist das gemäß WMAP-Daten nicht in der Natur realisiert. Das Neutralino, ein SUSY-Teilchen, ist mit anderen Teilchen ein solcher Kandidat. Weil WIMPs neben der gravitativen nur an der schwachen Wechselwirkung teilnehmen, gestaltet sich ihr Nachweis und damit die Abschätzung ihrer Gesamtzahl im Universum außerordentlich schwierig! In unterirdischen Experimenten (Minen, Tunnel etc.) versucht man Störeinflüsse wie die kosmische Strahlung abzuschirmen.
Alternativ lassen sich diese Teilchen indirekt nachweisen: Sollten die WIMPs der SUSY irgendwo im Universum existieren, so könnten sie sich dadurch bemerkbar machen, dass sie mit ihrem Antiteilchen zerstrahlen. Bei diesem Annihilationsprozess wird die Ruheenergie von WIMP und Anti-WIMP in Form eines Photons frei. Bei den hohen Massen der WIMPs liegt die Strahlung im energiereichsten Bereich des elektromagnetisches Spektrums: im TeV-Bereich, also bei einigen Billionen Elektronenvolt! Für diesen Spektralbereich gibt es auch Beobachtungsteleskope, z.B. HESS (High Energy Stereoscopic System) in Namibia.

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  • Die Autoren
- Dr. Andreas Müller, München

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