Das US-Experiment LUX-ZEPLIN hat einen winzigen UV-Lichtblitz registriert, der auf eine Wechselwirkung mit einem Teilchen der Dunklen Materie hindeuten könnte. Von einem Nachweis sprechen die beteiligten Forschenden jedoch noch nicht. Die Beobachtung könnte auch zufällig entstanden sein.
Der Lichtblitz wurde in einem Tank mit zehn Tonnen flüssigem Xenon gemessen. Das Edelgas dient als Detektor, weil bereits kleinste Erschütterungen seiner Atome einen messbaren Lichtimpuls auslösen können. Das Experiment befindet sich in der Sanford Underground Research Facility im US-Bundesstaat South Dakota.
Die entscheidende Messung erfolgte nach Angaben des Teams zwischen März 2023 und April 2024. Anschließend wurden die Daten ausgewertet. Vorgestellt wurden die Ergebnisse nun auf einem Fachkongress in Japan.
Als mögliche Erklärung kommen sogenannte WIMPs infrage. Die Abkürzung steht für „weakly interacting massive particles“, also schwach wechselwirkende massereiche Teilchen. Diese hypothetischen Teilchen wären elektrisch neutral und würden nur sehr selten mit normaler Materie reagieren. Bis heute ist allerdings nicht geklärt, woraus die Dunkle Materie besteht.
Dunkle Materie macht nach dem derzeitigen Stand mehr als ein Viertel des Universums aus. Sie wurde bisher nur indirekt beobachtet, etwa durch ihren Einfluss auf die Bewegung von Galaxien. Viele Experimente suchen deshalb nach direkten Signalen möglicher Teilchen.
Das Team um den Teilchenphysiker Sam Eriksen von der Universität Bristol bewertet den Fund vorsichtig. Die Forschungsarbeit wurde beim Fachmagazin „Physical Review Letters“ eingereicht, ist aber noch nicht offiziell von anderen Fachleuten begutachtet worden.
Eine einzelne Beobachtung reicht zudem nicht aus, um eine Entdeckung zu bestätigen. Forschende hatten nach Angaben des Teams zwei Jahre lang nach alternativen Erklärungen gesucht, bislang jedoch keine gefunden. Ob es sich tatsächlich um ein Signal Dunkler Materie handelt, müssen weitere Messungen zeigen.
Laura Baudis von der Universität Zürich arbeitet am ähnlich aufgebauten XENONnT-Experiment im italienischen Gran-Sasso-Untergrundlabor. Ihr Team will die eigenen Daten nun gezielt nach vergleichbaren Ereignissen durchsuchen. Die Bedeutung des einzelnen Signals sei derzeit schwer einzuschätzen, erklärte Baudis.
