Mit einem Netzwerk von Gravimetern wollen Mainzer Wissenschaftler schwach wechselwirkender Materie im Erdinnern nachspüren
Einen neuen Ansatz zur Suche nach Dunkler Materie hat ein interdisziplinäres Forschungsteam um Prof. Dr. Dmitry Budker und Nataniel Figueroa vom Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und dem Helmholtz-Institut Mainz (HIM) verfolgt. Sie werteten Daten aus dem globalen Netzwerk von Gravimetern des International Geodynamics and Earth Tide Service (IGETS) aus, um nach bisher unbekannten Signalen zu suchen, die möglicherweise einer neuen Materieform zuzuschreiben sind. Bisher sind sie nicht fündig geworden, haben aber bereits Pläne, ihren Ansatz in einem nächsten Schritt zu verfeinern und sich mit anderen Gruppen, die eine ähnliche Idee verfolgen, zusammenzutun.
„Trotz vielfältigster Versuche ist es bis heute nicht gelungen, Dunkle Materie nachzuweisen, obwohl wir wissen, dass sie einen Großteil der Materie im Universum ausmacht“, sagt Prof. Dr. Dmitry Budker. „Deshalb dürfen wir nichts unversucht lassen und müssen auch ungewöhnliche Perspektiven einnehmen und Ideen verfolgen.“ Konkret stellen sich die Forscher in ihrer aktuellen Arbeit im European Physical Journal folgendes Szenario vor: Sie betrachten hypothetische verborgene Objekte, die im Innern der Erde gefangen sind und in der Nähe des Erdmittelpunkts mit einer bestimmten Frequenz hin und her schwingen.
Zur Verdeutlichung bemüht Budker das Bild eines Gegenstands, der auf die Erde fällt: Gäbe es in der Erde einen Tunnel bis zum Erdmittelpunkt und wieder zurück zur Erdoberfläche, so würde der Gegenstand in Richtung Erdmittelpunkt fallen, dabei durch die Gravitation immer weiter beschleunigt und sich auf der anderen Seite wieder Richtung Erdoberfläche bewegen, wobei er wieder langsamer würde. Er würde demnach eine Pendelbewegung mit einer bestimmten Frequenz ausüben. „Ein solches Szenario ist bei Massen, die aus gewöhnlicher Materie bestehen, wegen der nicht-gravitativen Wechselwirkungen ohne einen Tunnel unmöglich. Aber sehr schwach wechselwirkende Objekte, wie wir sie hier postulieren, könnten diese Schwingungen auch ohne einen Tunnel im Innern der Erde ausführen“, so Budker. „Ähnlich wie Röntgenstrahlen oder das Licht einer Taschenlampe mitunter Materie fast ungehindert durchdringen können.“
Die oben beschriebene Situation eines im Erdinnern pendelnden Objekts könnte also hypothetisch realisiert werden, wenn eine kleine Masse aus einer Art „verborgener Materie“ – in der aktuellen Arbeit nennen die Forscher diese ein verborgenes inneres Objekt (HIO) – besteht, die, wenn überhaupt, nur schwach außerhalb der Gravitation mit normaler Materie wechselwirkt. Auch die lange gesuchte Dunkle Materie wechselwirkt mit gewöhnlicher Materie in erster Linie über die Schwerkraft. Wenn ein Teil dieser Dunklen Materie in der Erde durch Schwerkraft gebunden ist, könnte auch sie ein solches HIO bilden. Mehr erfahren…
