März 2012, Nr. 36
CAMPUS
Konzeptionelle Darstellung eines aktiven Galaxienkerns mit einem zentralen Schwarzen Loch. Diese Objekte sind Quellen hochenergetischer Gammastrahlung. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Kontakt:
Prof. Dr. Dieter Horns
Institut für Experimentalphysik
Universität Hamburg
t. 040.8998-2202
e. dieter.horns-at-desy.de
Dr. Axel Lindner
ALPS II, DESY
t. 040.8998-4887
e. axel.lindner-at-desy.de
Überraschender Befund: Das Weltall ist durchsichtiger als gedacht
Horns und Meyer hatten die Beobachtungsdaten verschiedener Quellen kosmischer Gammastrahlung zusammengetragen und analysiert. Bei diesen Quellen handelt es sich um ferne Galaxien mit einem supermassereichen Schwarzen Loch in ihrem Zentrum.
„Diese Gammastrahlung sollte mit dem Hintergrundlicht von Sternen und Galaxien quasi zusammenstoßen und Paare von Elektronen und Positronen erzeugen und absorbiert werden“, sagt Meyer. „Überraschenderweise empfangen wir von diesen aktiven Galaxienkernen jedoch deutlich mehr Gammastrahlung als erwartet.“
Unbekannte Elementarteilchen
Dieses neue Phänomen lässt sich nicht mit den Eigenschaften der Galaxie, ihrer Entfernung oder durch Mess-Ungenauigkeiten erklären, wie Horns und Meyer zeigen konnten. „Der Effekt lässt sich durch sogenannte Oszillationen erklären, bei denen sich die Lichtteilchen vorübergehend in bisher unbekannte sehr leichte Elementarteilchen verwandeln“, erläutert Horns. Diese hypothetischen Axion-artigen Teilchen können daher das Hintergrundlicht unbehelligt passieren.
Die Axion-artigen Teilchen sind von großem Interesse, denn sie gehören zu den Kandidaten für die rätselhafte Dunkle Materie, die im Kosmos rund vier Mal häufiger ist als die uns vertraute Materie, aus der Menschen, Planeten und Sterne bestehen.
Auf der Suche nach den Lichtpartikeln
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY haben mit dem ALPS-(„Any Light Particle Search“)-Experiment nach diesen Axion-artigen und anderen exotischen Teilchen gesucht. „Mit dem Nachfolger ALPS II soll die Mess-Empfindlichkeit weiter steigen, so dass auch die Teilchen, die die Beobachtung von Horns und Meyer erklären können, direkt nachgewiesen werden können“, kommentiert Axel Lindner vom DESY das neue Ergebnis. ALPS II, an dem Horns beteiligt ist, ergänzt so die Jagd nach bislang unentdeckten schweren Elementarteilchen an Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider in Genf.
Originalveröffentlichung
"Indications for a pair-production anomaly from the propagation of VHE gamma-rays"; Dieter Horns und Manuel Meyer; "Journal of Cosmology and Astroparticle Physics" (JCAP02(2012)033); DOI: 10.1088/1475-7516/2012/02/033
„Diese Gammastrahlung sollte mit dem Hintergrundlicht von Sternen und Galaxien quasi zusammenstoßen und Paare von Elektronen und Positronen erzeugen und absorbiert werden“, sagt Meyer. „Überraschenderweise empfangen wir von diesen aktiven Galaxienkernen jedoch deutlich mehr Gammastrahlung als erwartet.“
Unbekannte Elementarteilchen
Dieses neue Phänomen lässt sich nicht mit den Eigenschaften der Galaxie, ihrer Entfernung oder durch Mess-Ungenauigkeiten erklären, wie Horns und Meyer zeigen konnten. „Der Effekt lässt sich durch sogenannte Oszillationen erklären, bei denen sich die Lichtteilchen vorübergehend in bisher unbekannte sehr leichte Elementarteilchen verwandeln“, erläutert Horns. Diese hypothetischen Axion-artigen Teilchen können daher das Hintergrundlicht unbehelligt passieren.
Die Axion-artigen Teilchen sind von großem Interesse, denn sie gehören zu den Kandidaten für die rätselhafte Dunkle Materie, die im Kosmos rund vier Mal häufiger ist als die uns vertraute Materie, aus der Menschen, Planeten und Sterne bestehen.
Auf der Suche nach den Lichtpartikeln
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY haben mit dem ALPS-(„Any Light Particle Search“)-Experiment nach diesen Axion-artigen und anderen exotischen Teilchen gesucht. „Mit dem Nachfolger ALPS II soll die Mess-Empfindlichkeit weiter steigen, so dass auch die Teilchen, die die Beobachtung von Horns und Meyer erklären können, direkt nachgewiesen werden können“, kommentiert Axel Lindner vom DESY das neue Ergebnis. ALPS II, an dem Horns beteiligt ist, ergänzt so die Jagd nach bislang unentdeckten schweren Elementarteilchen an Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider in Genf.
Originalveröffentlichung
"Indications for a pair-production anomaly from the propagation of VHE gamma-rays"; Dieter Horns und Manuel Meyer; "Journal of Cosmology and Astroparticle Physics" (JCAP02(2012)033); DOI: 10.1088/1475-7516/2012/02/033
M. Meyer