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Physik: Neutronen statt Dunkler Materie?

An der Experimentiereinrichtung "DAMA/LIBRA" versuchen Physiker seit Jahren, die Existenz Dunkler Materie nachzuweisen. Sie befindet sich im italienischen Gran-Sasso-Massiv und wurde gebaut, um etwaige Wechselwirkungsereignisse zwischen Dunkle-Materie-Teilchen und den Atomkernen des Detektormaterials zu registrieren. Die Messungen deuten bislang darauf hin, dass die Häufigkeit der Signale im Jahresrhythmus schwankt, mit einem Maximum Ende Mai. Viele Forscher erklären sich das mit der Bewegung unseres Sonnensystems rund ums galaktische Zentrum; jeweils Ende Mai/Anfang Juni sollte der "Fahrtwind" aus Dunkler Materie, den die Erde spürt, am größten sein.

Andere Experimente haben diesen Rhythmus aber bislang nicht bestätigt, so dass Forscher schon seit Jahren über alternative Erklärungen nachdenken. Sie diskutieren etwa, ob Neutronen aus dem Untergrund das Signal verursachen. Der Physiker Jonathan Davis von der Durham University (England) hat nun ein Modell entwickelt, in dem tatsächlich Neutronen die beobachtete Schwankung hervorrufen – und nicht Dunkle-Materie-Teilchen. Myonen aus der kosmischen Strahlung und solare Neutrinos würden, so Davis, mit dem Material wechselwirken, das den Detektor umgibt. Dabei würden Neutronen frei, welche die Messsignale hervorriefen. Der Myonenfluss erreiche sein Maximum Ende Juni, der Neutrinofluss werde Anfang Januar am intensivsten. Summiere man die Wirkungen beider Teilchenströme, käme man zu dem Ergebnis, dass jeweils Ende Mai die meisten Neutronen aus dem Material rund um den Detektor freigesetzt würden, schreibt der Physiker. Und das passe genau zur beobachteten Signalschwankung.

September 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft September 2014

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  • Quelle

Davis, J. H.: Fitting the Annual Modulation in DAMA with Neutrons from Muons and Neutrinos. In: Cosmology and Nongalactic Astrophysics, 3. Juli 2014