Die Vermessung des Universums: Wie die Physik von morgen den letzten Geheimnissen auf der Spur ist (German Edition)

Aufmerksamkeit der Astrophysiker und Elementarteilchenphysiker auf gleiche Weise in Beschlag genommen.

Abb. 80: Daten aus dem PAMELA-Experiment, die zeigen, wie schlecht die experimentellen Daten (die Kreuze) mit den theoretischen Vorhersagen (der gepunkteten Linie) übereinstimmten.
    Bei der Vernichtung dunkler Materie können auch Protonen und Antiprotonen entstehen. Tatsächlich sagen viele Modelle voraus, dass das am häufigsten dann geschieht, wenn die dunklen Materieteilchen tatsächlich aufeinandertreffen und dann vernichtet werden. Eine große Anzahl von Antiprotonen, die in der Galaxie aufgrund bekannter astronomischer Prozesse lauern, kann jedoch das Signal dunkler Materie verdecken. Trotzdem könnten wir eine Chance haben, diese dunkle Materie durch Antideuteronen festzustellen, die sehr schwach gebundene Zustände eines Antiprotons und eines Antineutrons sind, welche ebenfalls gebildet werden könnten, wenn dunkle Materie vernichtet wird. Das Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), das sich jetzt auf der Internationalen Raumstation befindet, sowie ganz spezielle Satellitenexperimente, wie z.B. das General Antiparticle Spectrometer (GAPS), könnten diese Antideuteronen schließlich finden und dadurch die dunkle Materie entdecken.
    Schließlich könnten auch die ungeladenen Teilchen, die Neutrinos genannt werden und nur über die schwache Kraft wechselwirken, der Schlüssel zur indirekten Feststellung dunkler Materie sein. Dunkle Materie könnte im Zentrum der Sonne oder der Erde eingefangen werden. Das einzige Signal, das in diesem Fall herauskommen würde, wären Neutrinos, da sie im Unterschied zu anderen Teilchen bei ihrer Flucht nicht durch ihre Wechselwirkungen aufgehalten werden würden. Detektoren mit den Bezeichnungen AMANDA, IceCube und ANTARES suchen nach diesen Hochenergie-Neutrinos.
    Falls irgendeines der genannten Signale beobachtet wird – oder auch dann, wenn sie nicht beobachtet werden –, werden wir mehr über das Wesen dunkler Materie erfahren – ihre Wechselwirkungen und ihre Masse. In der Zwischenzeit haben die Physiker darüber nachgedacht, welches Signal sie entsprechend den Vorhersagen von verschiedenen möglichen Modellen dunkler Materie erwarten sollen. Und natürlich fragen wir auch danach, was bereits vorhandene Messungen implizieren könnten. Die dunkle Materie ist eine verzwickte Sache, da sie so schwach wechselwirkt. Aber es besteht Hoffnung, dass die Feststellung dunkler Materie mit den vielen verschiedenen Arten von Experimenten zu dunkler Materie, die gegenwärtig in Betrieb sind, unmittelbar bevorsteht und zusammen mit Ergebnissen vom LHC und anderswo ein besseres Gefühl dafür vermitteln wird, was es da draußen im Universum gibt und wie alles zusammenpasst.

Teil VI
    Zusammenfassung
    Kapitel 22
    Global denken, lokal handeln
    Dieses Buch hat einen Eindruck davon vermittelt, wie der menschliche Geist die äußeren Grenzen des Kosmos sowie die innere Struktur der Materie erforschen kann. Im Hinblick auf beide Unternehmen galt der verstorbene Harvardprofessor Sidney Coleman als einer der weisesten Physiker auf der Welt. Der Geschichte zufolge, die man sich unter Studenten erzählt, wurde Sidney bei seiner Bewerbung um ein Postdoktorandenstipendium nach Beendigung der Graduiertenschule von allen Empfehlungsbriefen außer einem als der klügste Physiker beschrieben, den die Autoren der Briefe gekannt hatten – abgesehen von Richard Feynman. Der letzte Brief stammte von Richard Feynman, der schrieb, dass Sidney der beste Physiker der Welt sei – aber er zählte sich selbst nicht.
    Bei Sidneys Festschrift-Feier zum 60. Geburtstag – einer Tagung, die zu seinen Ehren veranstaltet wurde – sprachen viele der namhaftesten Physiker seiner Generation. Howard Georgi, der viele Jahre lang Sidneys Kollege in Harvard war und selbst ein exzellenter Physiker ist, bemerkte, dass das, was ihn beim Anhören der Folge von Vorträgen dieser überaus erfolgreichen theoretischen Physiker frappierte, die Unterschiedlichkeit ihres Denkens war.
    Er hatte recht. Jeder Sprecher näherte sich der Naturwissenschaft auf besondere Weise und hatte bedeutende Beiträge durch seine (tatsächlich waren alle männlich) charakteristischen Fähigkeiten geleistet. Manche waren visuell, andere mathematisch begabt, und manche hatten einfach eine ungeheure Fähigkeit, Informationen aufzunehmen und zu bewerten. Sowohl deduktive als auch induktive Stile waren unter den Anwesenden vertreten, deren