Dunkle Materie
Eindeutige Anzeichen für das Vorhandensein großer Mengen Dunkler Materie wurden schon in den 1930er Jahren gefunden. Bis heute ist aber noch kein fundamentaler Durchbruch zum Verständnis der Natur der Dunklen Materie oder der Identifikation eines konkreten Kandidaten-Teilchens gelungen. Im Gegensatz zur sichtbaren Materie wechselwirkt die Dunkle Materie (fast) nicht elektromagnetisch, was ihren direkten Nachweis mit den klassischen astronomischen Methoden natürlich enorm erschwert. Bisherige Nachweise der Dunklen Materie gelangen durch ihre gravitative Wechselwirkung mit der herkömmlichen Materie.
Um sie genauer zu untersuchen und neue Erkenntnisse zu gewinnen ist die Entwicklung von erweiterten Möglichkeiten zur Detektion der dunklen Materie ein aktuelles Forschungsthema. Ein solcher Kanal ist die indirekte Suchen nach Zerfalls- oder Annihilationsprodukten hypothetischer Dunkelmaterie-Teilchen mit Experimenten der Hochenergie-Astroteilchenphysik.
In Dortmund versuchen wir durch theoretische Vorarbeiten, durch Planung und Durchführung von Messkampangen, und durch die Analyse von Beobachtungsdaten die Möglichkeiten der indirekten Nachweismethoden mittels Neutrinos im IceCube Experiment und mittels Photonen mit den MAGIC und CTA Teleskopen voran zu treiben und zum Erfolg zu führen. Dazu werden mit Simulationen auch die theoretischen Limits für experimentelle Möglichkeiten zu Detektion der Dunklen Materie untersucht.
Kürzlich behandelte Themen im Bereich der Fahndung nach der Dunklen Materie sind unter anderem:
- Auswirkung der Geschwindigkeitsmodifikation des Profils der Dunklen Materie auf die Einfangrate in der Erde bzw. der Sonne in Bezug auf aktuelle Neutrinoteleskope
- Bestimmung des zu erwartenden Gamma-Strahlungsflusses aus Dunkelmaterie-Annihilation für die Zwerggalaxie Ursa Major II
- Berechnungen zu erwarteten Gammastrahlungs-Flüssen aus Dunkelmaterie-Annihilation am Beispiel viel versprechender Zwerggalaxien im Halo der Milchstraße