Soweit ich weiß, basieren Experimente zur direkten Detektion dunkler Materie auf der Idee, dass dunkle Materie mit gewöhnlicher Materie interagiert, sie hat nur einen sehr kleinen Wirkungsquerschnitt. Bisher gab es keinen bestätigten Nachweis.
Gibt es irgendwelche Beweise dafür, dass dunkle Materie überhaupt nicht gravitativ mit gewöhnlicher Materie interagiert ? Das heißt, ist es möglich, dass dunkle Materie existiert, aber buchstäblich nie nachgewiesen werden kann, weil jeder Wechselwirkungsquerschnitt außerhalb der Schwerkraft genau null ist?
Wenn es Beweise gibt, welche? Wenn es keine Beweise gibt, warum scheint diese Hypothese nie ernst genommen zu werden?
Verwandte: Gibt es neben Gravitationseffekten irgendwelche Beweise für Dunkle Materie? und Warum nehmen Physiker an, dass dunkle Materie schwach wechselwirkt? Keine der Fragen befasst sich jedoch explizit mit der Hypothese, dass Dunkle Materie nicht nicht-gravitativ interagiert.
Es gibt einige stehende Anomalien, die durch nicht-gravitative Wechselwirkungen mit dunkler Materie erklärt werden könnten. Beispielsweise ist Fermi-LAT ein indirektes Detektionsexperiment (dh ein Experiment, das nach den Trümmern eines Zerfalls dunkler Materie sucht, der weit von der Erde entfernt stattfand), und es meldet derzeit einen Überschuss an Gammastrahlen . Gelegentlich wird behauptet, dass nichttriviale Wechselwirkungen mit dunkler Materie Galaxiensimulationen besser funktionieren lassen. Übermäßiges Abkühlen von astrophysikalischen Objekten wie Weißen Zwergen „deutet“ auch auf Dunkle Materie, die zusätzliche Energie abtransportieren könnte. Schließlich gibt es sogar einige direkte Detektionsexperimente wie DAMA, die behaupten, Wechselwirkungen mit dunkler Materie zu sehen.
Diese Anomalien zeigen jedoch im Allgemeinen nicht in eine kohärente Richtung und verblassen oft. Meistens spiegeln sie nur ein unvollständiges Verständnis der Astrophysik wider. Sie haben also völlig Recht: Die Standardhypothese für Astrophysiker lautet, dass dunkle Materie keine nicht-gravitativen Wechselwirkungen hat.
Aber Teilchenphysiker untersuchen ein anderes Problem: Sie versuchen zu erklären, woraus dunkle Materie besteht und wie sie hierher gekommen ist. Dies geschieht immer innerhalb bestimmter Modelle. Kein direktes Nachweisexperiment sucht nur nach "dunkler Materie" per se; Stattdessen suchen sie nach bestimmten Kandidaten für dunkle Materie.
Die am längsten laufenden Direktdetektionsexperimente suchen nach Teilchen, deren Masse etwa das Hundertfache der Protonenmasse beträgt und deren Wechselwirkungen hauptsächlich elektroschwach sind. Diese spezielle Vermutung liegt daran, dass solche Kandidaten für dunkle Materie in vielen supersymmetrischen Erweiterungen des Standardmodells existieren, die aus anderen Gründen bevorzugt wurden. In solchen Modellen erhält man automatisch Wechselwirkungen mit dunkler Materie; Sie können sie nicht loswerden, es sei denn, Sie stellen die Interaktion absichtlich auf Null ein. Wenn Sie die Zahlen berechnen, stellen Sie außerdem fest, dass solche Modelle im frühen Universum automatisch die richtige Menge dunkler Materie produzieren, ein Ergebnis, das als WIMP-Wunder bekannt ist. (Die Produktion ist ein weiterer Grund, warum Sie Interaktionen wünschen; Sie könnten einfach postulieren, dass Sie die richtige Menge erhalten, indem Sie die Anfangsbedingungen optimieren, aber es wäre besser zu erklären, warum.)
Heutzutage erregt ein breiteres Spektrum von Kandidaten für dunkle Materie Aufmerksamkeit, was zu einer großen Vielfalt billiger Experimente zum direkten Nachweis führt, die auf die besonderen Wechselwirkungen jedes Kandidaten abzielen. Jeder, der auf diesem Gebiet arbeitet (das insgesamt weniger als 1 % der Physik ausmacht), ist sich vollkommen bewusst, dass all diese Kandidaten nicht existieren könnten und dass das gesamte Unternehmen von Anfang an zum Scheitern verurteilt gewesen sein könnte. Aber das gilt für jedes wissenschaftliche Unterfangen; Dieses Risiko macht es überhaupt erst spannend!
Benutzer4552
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Benutzer4552
Unglaublich II