Das Rätsel der Dunklen Materie

und ihre Erforschung unter Tage


Prof. Dr. Uwe Oberlack
Institut für Physik
Johannes-Gutenberg-Universität Mainz


Astronomische und kosmologische Beobachtungen zeugen von einem Universum, das zu über 95% aus Energie- und Materieformen besteht, die wir nicht kennen. Über 70% macht die sogenannte Dunkle Energie aus, die wie eine Antigravitation wirkt und die Expansion des Universums beschleunigt. Etwa 25% ist sogenannte Dunkle Materie, die primär für die Bildung von Struktur im Universum verantwortlich ist. Weniger als 5% des Universums besteht aus der uns vertrauten "regulären" Materie, die sich aus Quarks und Elektronen zusammensetzt.

Dieser Vortrag gibt einen Überblick über Beobachtungen, die zu unserem derzeitigen Verständnis des Aufbaus des Universums führen. Insbesondere beleuchten wir die astronomischen und kosmologischen Hinweise auf Dunkle Materie und theoretische Ansätze zur Lösung des Problems. Schliesslich befasst sich der Vortrag mit aktuellen Experimenten für den direkten Nachweis Dunkler Materie.

Prof. Dr. Uwe Oberlack befasst sich mit seiner Arbeitsgruppe primär mit der direkten Suche nach Dunkler Materie. Ziel ist es, mit hochempfindlichen Detektoren tief unter der Erde von kosmischer Strahlung abgeschirmt Teilchen der Dunklen Materie direkt über ihre schwache Wechselwirkung mit Atomkernen nachzuweisen. Bei diesen hypothetischen Teilchen handelt es sich um sogenannte Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs), die als eine besonders vielversprechende Klasse an Dunkle-Materie-Modellen gelten. Prof. Oberlack ist eines der Gründungsmitglieder des XENON-Projekts zur Suche nach Dunkler Materie mit sogenannten Zeitprojektionskammern aus verflüssigtem Edelgas Xenon. Das derzeitige Experiment XENON100 ist weltweit das bei weitem empfindlichste Experiment zur Suche nach WIMPs. Gleichzeitig arbeitet er mit seiner Gruppe in einer internationalen Kollaboration bereits am Nachfolgeexperiment XENON1T, das nochmals einen Faktor 100 empfindlicher werden soll. Nähere Informationen unter: http://xenon.physik.uni-mainz.de/



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