CDMS’ Endresultat: Wie die Dunkle Materie wieder nicht entdeckt wurde

Wenn man einen “Untergrund” von knapp einem ‘Ereignis’ innerhalb des Messzeitraums erwartet und dann zwei sieht, dann beweist das … leider per se gar nichts: Die Teilchenphysiker der Welt sind sich einig, dass das Endergebnis der Cryogenic Dark Matter Search (CDMS) in einer ehemaligen Mine in Minnesota kein überzeugendes Signal von Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) enthält, dem populärsten Kandidaten für die Dunkle Materie des Kosmos. Trotzdem wird das am 17. Dezember präsentierte Resultat, dem nach Gerüchten über ein signifikanteres Ergebnis seit Wochen entgegen gefiebert worden war, als ein Meilenstein auf der direkten Jagd nach Dunkler Materie gefeiert: Die Messtechnik ist jetzt so weit, dass der erste klare Erfolg nicht mehr weit sein sollte – und nicht selten folgte in der Teilchenphysik auf ein insignifikantes Resultat bald ein Volltreffer.

Die CDMS – die jetzt in dieser Form nicht weiter betrieben sondern in einen empfindlicheren Detektor umgebaut wird – bestand aus 30 Germanium- und Silizium-Kristallen nahe des absoluten Nullpunkts: Einschlagende Teilchen verursachen ein Wärmesignal (technisch gesehen ein “Phonon”) wie auch eine Ladung. Beides wird gemessen und verglichen: Größe und relatives Timing der beiden Signale verrät, ob ein WIMP oder eines von vielen anderen ‘normalen’ Teilchen der Auslöser war, die trotz maximal möglicher Abschirmung des unterirdischen Detektors nicht vermieden werden können. Regelmäßige Eichung zeigt genau, wie hoch dieser Untergrund ist, und erst am Ende einer langen Messzeit wird nachgeschaut, was tatsächlich passiert ist.

Das Endresultat liegt nun nebst mathematischer Analyse vor: Die Wahrscheinlichkeit liegt bei 23%, dass beide WIMP-Kandidaten Untergrundereignisse sind – es hätten fünf sein müssen, um das in der Teilchenphysik übliche Signifikanz-Niveau zu erreichen. Somit lassen sich aus den Messungen nur bestimmte Obergrenzen für die Eigenschaften möglicher WIMPs ableiten, die immerhin die Zweifel an den stets umstrittenen angeblichen positiven Resultaten des konkurrierenden DAMA-Experiments (“Auf der Jagd …”) weiter verstärken. Weitere Detektoren für Dunkle Materie sollten bald ebenfalls harte Ergebnisse liefern, Zeplin-III zum Beispiel: Vielleicht wird 2010 das Jahr, in dem der Hauptbestandteil des Universums greifbar wurde. CDMS hat dazu leider nichts beitragen können.

Detailliertes Paper zu den und Zusammenfassung der CDMS-Daten, Liveblogs der Bekanntgabe von Cosmic Variance und Excited State und das Medienecho (früher), z.B. Physics World (Blog), New Scientist, BBC, Starts with a Bang, In the Gutter, Professor Astronomy, ScienceBlogs, KosmoLogs 18., Scientific American, Guardian, New York Times, Science News, Symmetry Breaking, Ars Technica, Not even Wrong, Universe Today, ScienceBlogs, Twitter 17., Starts with a Bang, In the Gutter 14., Science Blogs, Physics World Blog, Cosmic Variance 9., New Scientist Blog, In the Dark 8., Resonances 7.12.2009. NACHTRAG: Das Paper ist veröffentlicht. NACHTRAG 2: was XENON bringen könnte. NACHTRAG 3: Das Paper ist auch im Druck erschienen, mit seiner “not statistically significant evidence for a WIMP signal.”

LHC macht kurze Pause – nach Rekord-Kollisionen mit 2.36 TeV Energie

Am 16. Dezember endete die erste Phase der Inbetriebnahme des Large Hadron Collider: Über eine Millionen Teilchenkollisionen waren bis dahin aufgezeichnet worden, darunter zuletzt solche mit einer Rekordenenergie von 2.36 TeV – womit die Führerschaft in der Teilchenphysik unübersehbar von den USA nach Europa zurückgekehrt ist. Nach einiger Feinabstimmung insbesondere der Sicherheitsvorkehrungen wird der LHC im Februar 2010 wieder eingeschaltet, um dann mit noch höherer Energie mit der ‘richtigen’ Wissenschaft zu beginnen. Der einzige nennenswerte Zwischenfall im ersten Monat war ein kurzer Stromausfall gewesen, der sich insbesondere durch das Verstummen aller CERN’schen Webserver bemerkbar machte, den LHC selbst aber nicht gefährdete. (CERN Press Release 18., Scientific American 10., New York Times, Physics World Blog 9., PlaceboAlarm 8., Nature Blog 7., New Scientist Blog 4., Ars Technica, Cosmic Log, Scientific American, The Register 2.12.2009. Und Physics World 10., New Scientist 14.12.2009 zur Spekulation, dass der Fermi-Satellit eher als der LHC eine Signatur des Higgs-Teilchens finden könnte, sowie ein langer Vanity Fair-Artikel zum LHC)

Sorgen um die Archivierung der Daten des LEP, des Large Electron Positron Colliders, treiben das CERN um: Da er für den Bau des LHC Platz machen musste (siehe Artikel 148), sind die 100 Terabyte Daten einmalig, die er hinterließ. Deren Speicherung und regelmäßige Übertragung auf neue Medien ist zwar heutzutage kein Problem mehr – aber die Software zu erhalten, die zum Verständnis der Messungen und ihrer Aufbereitung nötig ist, macht erheblich mehr Sorgen. Das meiste wurde noch in FORTRAN statt dem heute üblichen C++ geschrieben, vieles ist nicht wirklich dokumentiert, und die Zahl der CERN-Forscher, die noch alles wissen, wird mit der Zeit nicht größer … (Holzner & al., Preprint 9., arXiv Blog 11.12.2009)

About these ads

Schlagwörter: , , , ,

6 Antworten to “CDMS’ Endresultat: Wie die Dunkle Materie wieder nicht entdeckt wurde”

  1. Kunterbunter Kosmos kompakt « Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] wird der Large Hadron Collider nach seiner Winterpause (“LHC macht kurze Pause …”) wieder eingeschaltet – doch die Energie pro […]

  2. 2000 Physiker tagen in Bonn – LHC, Schwarze Löcher, Exoplaneten und mehr « Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] Fragen der Physik über Teilgebiete der Astronomie bis zu den ersten Erkenntnissen aus dem kurzen Lauf des Large Hadron Collider Ende 2009 (“LHC macht kurze Pause”) – die Bonner Tagungsorganisatoren K. Desch […]

  3. LHC immer besser – und an der Schwelle zu „neuer Physik“? « Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] Jahrzehnt dauern kann. (Univ. of Chicago Press Release 11.8.2010. Auch BBC zu Überlegungen, den CDMS-II-Detektor ebenfalls ins SNOLab zu schaffen, und Physics World zu positiven WIMP-Detektionen, die […]

  4. Und wo steckt sie nun, die Dunkle Materie …? « Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] (Zwar haben zwei schon vermeintliche Signale der Dunklen Materie gemeldet, aber gerade hat die Cryogenic Dark Matter Search erneut Messungen publiziert, die DAMA wie CoGeNT direkt widersprechen.) Und es gibt auch noch die […]

  5. Dunkle-Materie-Teilchen: die nächste Beinahe-Entdeckung « Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] 100 sein: In 1, 5, 10 Jahren höchstens sollte sich ein eindeutiges Signal zeigen. Dem 2009-er Beinahe-Erfolg von CDMS hat sich gerade eine ebenfalls nicht signifikante Detektion von ein Handvoll Weakly Interacting […]

  6. Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] Untergrundexperimente CDMS und gerade erst EDELWEISS hatten schon vorgelegt, und nun hat XENON100 im Gran-Sasso-Tunnel noch […]

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden / Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden / Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden / Ändern )

Google+ photo

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden / Ändern )

Verbinde mit %s


Folgen

Erhalte jeden neuen Beitrag in deinen Posteingang.

Schließe dich 269 Followern an

%d Bloggern gefällt das: