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Astrophysik: Dunkles Orakel zur Dunklen Materie
Im Rahmen der Satellitenmissionen PAMELA und Fermi wurden Energiespektren von Elektronen, Positronen, Antiprotonen und Gammastrahlung aus dem All gemessen. Die darin vermuteten Signale von Dunkler Materie ließen sich jedoch nicht zweifelsfrei nachweisen.
Das Universum muss etwa fünfmal so viel unsichtbare, dunkle wie normale, leuchtende Materie enthalten. Das ergibt sich indirekt aus zahlreichen Beobachtungen, Messungen und Berechnungen. Die Teilchen der Dunklen Materie wurden allerdings trotz ihrer Häufigkeit bisher nicht entdeckt. Der Grund dafür ist, dass sie lediglich auf die Gravitation und sonst allenfalls noch auf die schwache Wechselwirkung ansprechen; gegenüber der starken und elektromagnetischen Kraft, die im Bereich gewöhnlicher Materie dominieren, sind sie dagegen unempfindlich. Physiker nennen sie deshalb weakly interacting massive particles (schwach wechselwirkende, massereiche Teilchen) oder kurz WIMPs. Ähnlich den allerdings fast masselosen Neutrinos schwirren sie scharenweise wie Geister durchs All und durchdringen dabei auch unbemerkt die Erde und unsere Körper.
In den meisten theoretischen Modellen haben diese Teilchen die 100- bis 1000-fache Masse eines Protons. Als guter Kandidat gilt das leichteste...
Sterne und Weltraum – Gravitationswellen – Wie ist der Status bei gemessenen Signalen?
Gravitationswellendetektoren messen seit April 2024 wieder Signale von Schwarzen Löchern – in unserer Titelgeschichte erfahren Sie mehr über die neuen Erkenntnisse zu diesen rätselhaften Objekten. Darüber hinaus zeigen wir Ihnen die Technik der JANUS-Kamera auf der europäischen Raumsonde JUICE, die im Juli 2031 Jupiter und seine Monde detailliert erkunden soll. Wir berichten über die erfolgreiche Probennahme von der Mondrückseite mit der chinesischen Sonde Chang’e 6 und zeigen neue Aufnahmen des Weltraumteleskopes Euclid.
Spektrum der Wissenschaft – Vom Quant zur Materie
In den letzten Jahrzehnten haben sich Quantenfeldtheorien durchgesetzt, um grundlegende physikalische Phänomene unseres Universums zu erklären. Aber nicht alle physikalischen Effekte lassen sich damit erklären. Manche Erscheinungen lassen sich nicht stimmig in das Standardmodell der Teilchenphysik integrieren. Das reicht von subtilen Effekten wie der Tatsache, dass Neutrinos sich ineinander umwandeln bis hin zur auf großen Skalen wirkenden Schwerkraft. »Vom Quant zur Materie« stellt die subatomaren Spielregeln der Teilchenphysik vor und erklärt deren Bausteine. Wir berichten beispielsweise, wie sich Atome mit Lichtpulsen manipulieren lassen, ob es eine vierte Variante von Neutrinos gibt, und stellen kompakte Plasmabeschleuniger vor.
Spektrum - Die Woche – Tierisch gut geträumt
Träume sind nicht uns Menschen vorbehalten, auch Tiere sind während des Schlafs zeitweise in anderen Welten unterwegs. Was passiert dabei im Gehirn, welche Funktion erfüllt das Träumen? Außerdem in dieser »Woche«: Gigantische Leerräume im All liefern wichtige Daten für die astronomischen Forschung.
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