Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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LTD: Lehrertage Dresden

LTD XIV: HV XIV

LTD XIV.1: Hauptvortrag

Samstag, 29. März 2003, 12:00–12:45, HSZ/04

Die Suche nach der Dunklen Materie im Universum — •Josef Jochum — Physik Department E15, Technische Universität München, 85747 Garching

Immer deutlicher wird der Zusammenhang zwischen Astrophysik und Kosmologie auf der einen und der Teilchenphysik auf der anderen Seite. Viele Vorgänge im Universum lassen sich ohne ein Verständnis der Eigenschaften der Elementarteilchen nicht verstehen. Andererseits können wir viel über Elementarteilchen durch astrophysikalische Beobachtungen lernen. Dieses Zusammenspiel ist das Feld der Astroteilchenphysik.

So gibt es zahlreiche Hinweise darauf, dass der überwiegende Anteil der Masse des Universums aus dunkler Materie besteht, d.h. bisher unbeobachtete Materie deren Natur uns unbekannt ist. Auch hier spielen neue Elementarteilchen wahrscheinlich eine entscheidende Rolle. Diese Elementarteilchen direkt nachzuweisen ist eine große experimentelle Herausforderung. Die Rate der zu erwartenden Streuereignisse der Teilchen der Dunklen Materie an der normalen Materie der Detektoren ist extrem niedrig. Pro Sekunde würden etwa eine Milliarde dieser Teilchen durch unseren Körper strömen, von denen pro Tag jedoch höchstens eine Hand voll von uns Notiz nehmen würden. Um die seltenen Ereignisse erkennen zu können, müssen die Experimente sehr gut vor Untergrund-Strahlung durch Umgebungs-Radioaktivität und kosmischer Strahlung abgeschirmt sein. Die Projekte sind deshalb in tiefen Minen oder in Tunneln, wie zum Beispiel dem Gran Sasso Labor in Italien, aufgebaut. Auch modere Detektor-Technologien, wie z.B. Tieftemperatur-Kalorimeter spielen hierbei zur Erkennung von Untergrund-Ereignissen eine zunehmend grosse Rolle.