Archive for 22. Juli 2012

XENON100 hat immer noch keine WIMPs gefunden

22. Juli 2012

Der Dunkel-Materie-Detektor im Gran Sasso, der immer wieder mit dem Nicht-Nachweis irgendeines Signals („Direkte Detektionsversuche der Dunklen Materie …“) für Unmut sorgt, hat schon wieder eine Negativ-Meldung heraus gegeben: 225 Tage Messungen in der neuesten Konfiguration zeigen wieder nichts. Zwar wurden zwei ‚Ereignisse‘ registriert, aber die sind statitisch konsistent mit dem einen Ereignis, das der Strahlungshintergrund in dem italienischen Tunnel liefern sollte. Gegenüber einem Paper von 2011, das auf 100 Tagen Messungen basierte, ist die Empfindlichkeit des Detektors abermals um einen Faktor 3.5 gesteigert worden, und der noch erlaubte Parameter-Bereich für Weakly Interacting Massive Particles ist weiter geschrumpft. Die XENON-Forscher sind aber weiter guten Mutes und halten WIMPs immer noch gleichzeitig für die beste Erklärung der Dunklen Materie aus der Kosmologie (an deren Realität sie nicht zweifeln) und naheliegendste Erweiterung des Standardmodells der Teilchenphysik. Der einfachsten Supersymmetrie – die auch schon unter Nullresultaten des LHC leidet – geht es nun allerdings immer schlechter. Mit einem noch viel größeren Detektor, XENON1T mit Baubeginn dieses Jahr, soll die Jagd nun fortgesetzt werden: Er wird gleich eine ganze Tonne flüssiges Xenon – statt der 62 kg von XENON100 – verwenden. Und der große amerikanische Xenon-Detektor LUX soll ebenfalls dieses Jahr mit Messungen beginnen. Aprile & a., Preprint 14., INFN Press Release, PM des MPI für Kernphysik 18., New Scientist Blog 19., Cosmic Variance, Symmetry Breaking 20.7.2012. NACHTRAG: neuer Preprint mit der Auswertung der 225 Tage

Ein kurioses Konzept für einen biotechnologischen Dunkel-Materie-Detektor sorgt für Aufsehen oder wenigstens Amüsement: In dem würden unzählige quasi nummerierte DNS-Stränge an Goldplättchen aufgehängt, die von DM-Teilchen losgeschlagene Goldatome durchtrennen sollen. Anschließend würden die abgehackten DNS-Segmente mit etablierten Genanalyse-Techniken (Stichwort PMC) herausgefiltert, und die genaue Flugbahn der Atome wäre zu rekonstruieren. Und zwar in zwei Dimensionen Mikro- und in der dritten (entlang der DNS-Stränge) sogar Nanometer-genau. Zu wissen, aus welcher Richtung ein DM-Teilchen angeflogen kam, wäre eine wesentliche Erkenntnis, zumal die Methode schon eine niedrige Energieschwelle hätte. Sie würde bereits bei Zimmertemperatur funktionieren und die Appartur auch nur ein kleines Zimmer füllen – nur die konkrete Umsetzung ist noch mit einigen Hürden verbunden. (Drukier & al., Preprint 28.6., ArXiv Blog 2., astrobites 19.7.2012. Und Weniger, Preprint 12., Resonaances 17., Scientific American Blog 23., Physics World 24.4., Su & Finkbeiner, Preprint 14., astrobites 19.6.2012 zu möglichem Dunkel-Materie-Nachweis mit dem Fermi-Satelliten)

„Post-Higgs-Kater“: Physik vor ungewisser Zukunft

Between the infamous magnet quench of 2008 to the sobering exclusion plots of the last couple of years, an entire generation of graduate students and young postdocs is internalizing the idea that finding new physics will not be as simple as turning on the LHC as some of us had believed as undergrads. Despite our youthful naivete, the LHC is also still in its infancy with a 14 TeV run coming after its year-long shutdown. The above results are sobering, but they just mean that there wasn’t any low-hanging fruit for us to gobble up right away.“ (Flip Tanedo, Quantum Diaries 19.7.2012)

Bloss den LHC einschalten, und schon fällt einem spektakuläre „Neue Physik“ in den Schoss: Das mag in den letzten Jahren mancher Physiker gehofft haben, aber so ist es eben nicht gekommen. Der Super-Beschleuniger hat bisher letztlich nur bestätigt, was eh die meisten glaubten, und nach der Feierlaune Anfang des Monats bricht sich nun wieder die Besorgnis Bahn, dass nach dem Fang mutmaßlichen Higgs-Teilchens nicht mehr viel heraus kommen könnte. Supersymmetrie? Schwer eingeschränkt (auch durch Versuche des direkten Nachweises; s.o.). Hinweise auf zusätzliche Raumdimensionen? Keine Spur. Schwarze Minilöcher? Spricht schon keiner mehr drüber. Natürlich sind noch nicht einmal die bisherigen Kollisionsdaten komplett ausgewertet, bis Jahresende geht der 8-TeV-Run noch weiter, und dann kommt ja noch die 14-TeV-Ära: Die schiere Datenmenge der nahen Zukunft wird sicher der Physik einen viel klareren Weg als bisher weisen und z.B. die Eigenschaften des Higgs-Feldes – des einzigen fundamentalen Skalarfeldes in der heutigen Natur – genauer beschreiben. Aber eine Menge clevere Hypothesen über das Standardmodell hinaus, auch das ist nun unausweichlich, werden in den kommenden Jahren auf der Strecke bleiben – und in welcher Richtung die großen Antworten liegen, ist nun weniger klar als viele glaubten. (Science News, Quantum Diaries 20., Economist 19., NPR, Strassler, Nature, Telegraph 18., Strassler, Woit 16., Boston Globe 15., USA Today 14.7.2012)

Even though it wasn’t discovered until 2012, the Higgs boson was proposed back in 1964. It is very much a child of the 20th century. In particle physics and cosmology, the 21st century promises discoveries that will help illuminate the dark universe around us. That’s the great thing about history being made: you know things are different now, but you can’t be sure where you’re going to go next.“ (Sean Carroll, CNN 20.7.2012 [NACHTRAG: hier kommentiert])

Open Access? Astronomen proben den Aufstand

22. Juli 2012

„This so obviously flawed plan stinks to high heaven“: harsche Worte eines britischen Astronomen über den scheinbar tollen Plan der Regierung, wissenschaftliche Arbeiten aus dem eigenen Land künftig grundsätzlich ‚open access‘ veröffentlichen zu lassen, d.h. sofort kostenlos für die ganze Welt zu lesen – wobei aber die alte Struktur mit profitorientierten Wissenschaftsverlagen beibehalten wird, die nunmehr die Autoren (statt die Bibliotheken von deren Instituten) kräftig zur Kasse bitten dürfen. Wobei dieses Geld – womöglich tausende Pfund pro Paper – dann offenbar aus dem normalen Forschungshaushalt abgezweigt werden soll. Nicht nur die radikale Umstellung des Finanzierungssystems 2013 – die wenige Jahre später auch EU-weit kommen könnte (mehr, mehr) – wird teuer: Binnen Stunden spießten britische Science-Blogger zahllose Probleme mit dem neuen Verfahren auf, das viel böses Blut unter Kollegen verursachen und manch jungen Forschers Karriere ruinieren werde.

Und schon liegt der Vorschlag aus der Astronomie auf dem Tisch, den Plan der Regierung mit einem eigenen Konzept zu kontern: Zu gründen ist ein Verlags-unabhängiges Open-Access-Journal, das dank Peer Review gewohnter Qualität dieselbe Reputation wie die führenden kommerziellen Fachzeitschriften erlangt. Das Ganze sollte natürlich auf dem berühmten Preprint-Server ArXiv basieren, in dem heute ohnehin schon ein Großteil der astronomischen Papers der Welt landet – allerdings erst einmal ohne Qualitätskontrolle. „The idea is to set up a system whereby authors who submit papers to the arXiv can have their papers refereed“, lautet nun der Vorschlag: „I’m thinking of a website on which authors would simply have to post their arXiv ID and a request for peer review. Once accepted, the author would be allowed to mark the arXiv posting as ‚refereed‘ and an electronic version would be made available for free on the website.“ Würden genügend renommierte Astronomen, so die Hoffnung, liefe die Sache. Natürlch gibt es auch gegen dieses Konzept schon wieder Einwände: Wie verhindert man z.B., dass Spinner B das spinnerte Paper von Spinner A positiv bewertet? Im traditionellen System würden das in der Regel Fachleute im entsprechenden Verlag zu verhindern wissen.

„The missing ingredient is some respected authority who maintains a list of acceptable referees and only these referees are allowed to referee papers for the website“, lautet daher ein ergänzender Vorschlag – aber das artet schon wieder in Arbeit aus. Und was, wenn sich einfach keiner für ein Paper interessiert und es referieren will? Ohne eine Redaktion, die alles überwacht und ggf. steuert, geht es wohl nicht, meinen viele. Jedenfalls solle man jetzt nichts überstürzen und sich dann blamieren, wird auch gewarnt – aber da könnte nun etwas in Bewegung gekommen sein. Dieser Blogger hat übrigens eine praktisch identische Idee schon vor rund 15 Jahren am Rande einer Astronomentagung in Deutschland gehört: „Open Astronomy“ sollte die Zeitschrift damals heißen – über die allerdings nur Nachts im Weinkeller eines bekannten Tagungszentrums diskutiert worden war. Konkrete Schritte unternommen hat damals scheint’s keiner. Und dass der Anfang wohl das Schwerste sein wird, zeichnet sich auch jetzt wieder ab: Die vielen Kommentare zu dem „modest proposal“ – eine Anspielung auf eine Satire aus dem 18. Jh. – zeigen die Knackpunkte messerscharf auf … NACHTRAG: „The first steps towards a modern system of scientific publication“ passen zur Debatte.

Satellit NuSTAR: Riesenerfolg, doch unsichtbar

22. Juli 2012

Seit Ende Juni haben NASA wie Caltech nichts mehr über ihren neuesten Röntgensatelliten NuSTAR – Nuclear Spectroscopic Telescope Array – verlauten lassen: Man erfuhr, dass die Wolterteleskope die erhoffte Abbildungsschärfe erzielen, aber Bilder mit mehr als einer Röntgenquelle drauf gibt es nicht. „Wir sind eine ziemlich kleine Mission, ungefähr so klein wie in der NASA-Astrophysik überhaupt möglich,“ entschuldigt das der Mission Scientist Daniel Stern am Wochenende gegenüber diesem Blog: „Unsere Manpower konzentriert sich gegenwärtig ganz stark darauf, unser Instrument zu kalibrieren und zu verstehen.“ Das Projekt ist so klein, dass für den Outreach nur ein kleiner Bruchteil der Arbeitszeit einer einzigen JPL-Mitarbeiterin zur Verfügung steht, und auch die ist jetzt noch weitgehend für die Curiosity-Landung abgezogen worden. Was zu bedauern ist, denn „wir haben eine phänomenale Mission“, so Stern: „NuSTAR entspricht den Erwartungen – und das ist ungeheuer aufregend, denn es bedeutet, dass wir über 100-mal empfindlicher sind als alles, was in der Vergangenheit bei diesen Energien geflogen ist!“ Bereits die ersten Kalibrationsdaten „schreien danach, dass wir wissenschaftliche Papers darüber schreiben“, freut sich Stern: „Kein Röntgenastronom hat je Hochenergie-Röntgendaten dieser Qualität gesehen!“ Das gibt es also auch: einen großen NASA-Erfolg, über den die sonst ständig krähende Behörde kein Wort verliert, und sie hat auch das Projekt die nächsten 6 Monate nicht verpflichtet, weitere Bilder zu veröffentlichen, während der Satellit noch optimiert wird. Lediglich ein kleines Blog der Missionswissenschaftlerin lässt in groben Zügen verfolgen, wie es voran geht: Nach Cyg X-1 wurde der Quasar 3C 273 angepeilt, und jetzt kommt gerade Sgr A* im Zentrum der Milchstraße dran. NACHTRAG: Auch ein Jubel-Press Release zu 100 Tagen im Orbit zeigt keine Bilder.