Mysteriöse Signale halten Physiker in Atem

Mysteriöse Signale beschäftigen derzeit viele Physiker – denn es könnte auf eine spektakuläre Entdeckung hindeuten. 

Im Clip: Mysteriöse Signale halten Physiker in Atem

Experiment im Untergrundlabor 

Im italienischen Gran-Sasso-Untergrundlabor führt ein Forscherteam ein Experiment durch, um dunkle Materie nachzuweisen. Dabei sind ungewöhnliche Messwerte entstanden, die drei mögliche Erklärungen mit sich bringen – zwei von ihnen wären spektakulär. 

Das Forscherteam, das aus 163 Mitgliedern besteht, hat seine Ergebnisse bei einem Symposium vorgestellt und als PDF online gestellt. 

Der XENON1T-Versuch der Forscher 

Zwischen 2016 und 2018 fand das XENON1T-Experiment der Wissenschaftler statt. Dafür errichteten sie einen Tank mit 3,2 Tonnen purem Xenon. Dabei handelt es sich um ein farbloses und geruchloses Gas. Das Xenon gab Elektronen ab, sobald ein ungewöhnliches Teilchen auf die Versuchsinstallation traf. Es entstanden kleine Lichtblitze.  

Aber dabei stellten die Forscher etwas Mysteriöses fest: Diese Lichtblitze entstanden auch, ohne dass ein Partikel auf den Aufbau des Versuchs traf. Daraufhin überprüften sie, wie viele Lichtblitze eigentlich entstehen sollten und errechneten einen Wert von 232. Gemessen wurden aber 285 Treffer, was eine Differenz von 53 Ereignissen ergibt – woher kommt diese Abweichung? Die Forscher haben drei mögliche Erklärungen erarbeitet: 

1. Eine seltene, radioaktive Substanz in der Detektorflüssigkeit steckt dahinter. 
2. Axione, eine Spezies subatomarer Partikel, wurden entdeckt. 
3. Neutrinos (sogenannte Geisterteilchen) haben eine bisher unbekannte Reaktion gezeigt. 

Tritium könnte der Grund für die Signale sein 

Die wahrscheinlichste Erklärung für die Signale ist der Stoff Tritium. Er ist eine radioaktive Form von Wasserstoff. Er kommt in kleinen Mengen in der Natur vor und könnte sich in einer winzigen Konzentration in der Detektorflüssigkeit befunden und sie kontaminiert haben. Er zerfällt zu einer radioaktiven Substanz und könnte für die auffälligen Messungen verantwortlich sein. 

Stecken Axione dahinter? 

Bisher gibt es Axione nur in der Theorie. Das heißt, dass ihre Existenz noch nicht feststeht und noch nicht bewiesen wurde. Wenn das Forscherteam tatsächlich mit seinem Versuch Axione nachweisen könnte, würde das eine große Entdeckung in der Physik bedeuten, denn mit ihnen könnten viele Theorien belegt werden. 

Wie Elena Aprile, eine der beteiligten Forscherinnen, der "New York Times" erklärte, könnten Axione bereits in einem frühen Stadium des Universums entstanden sein und bis heute die Gravitation, zum Beispiel von Sternen und Planeten, beeinflussen. Eigentlich wird diese Eigenschaft dunkler Materie nachgesagt. 

Dass die Forscher Axione nachgewiesen haben, ist aber eher unwahrscheinlich, wie Adam Falkowski, Teilchenphysiker an der Universität Paris-Saclay, gegenüber "Quantamagazine" erklärt. Sollte ein neues Teilchen wie ein Axion hinter den mysteriösen Signalen stecken, sei das eine fundamentale Entdeckung, aber wahrscheinlicher sei es, dass einfach die langweiligste Erklärung das Phänomen aufdeckt. 

Neutrinos sind eher unwahrscheinlich 

Auch Neutrinos werden als Erklärung für die Signale eher ausgeschlossen. Sie dringen ständig unbemerkt durch unsere Körper und unsere Umwelt. Sollten sie jedoch wider Erwarten doch die Auslöser für die Lichtblitze sein, müssten sie kleine Magnetfelder erzeugen, die Wissenschaftler bisher nicht entdeckt hatten. In diesem Fall müssten viele Theorien und Beobachtungen neu überdacht werden. 

Das Team geht dem Geheimnis auf die Spur 

Ob nur das zerfallene Tritium für die mysteriösen Signale verantwortlich ist oder ob das Wissenschaftsteam doch eine bahnbrechende Entdeckung gemacht hat, muss noch geklärt werden. Das wollen sie noch in 2020 in Erfahrung bringen.