Die_Dichte_des_Universums_und_die_Dunkle_Materie
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Die Dichte des Universums und die Dunkle Materie Teil 2 Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Was könnte Dunkle Materie bloß sein? • Großteil des Universums nichtbaryonischer Art entspricht kopernikanischer Sichtweise • Beobachtungen machen klar, dass Dunkle Materie existieren muss, jedoch ist man sich noch uneinig in welcher Form. • 2 Möglichkeiten: - individuelle Elementarteilchen - kompakte astrophysikalische Objekte Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Elementarteilchen • Möglicher Vertreter für Dunkle Materie das Neutrino • Neutrinos sind masselos und kommen fast so zahlreich wie Photonen vor Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Neutrinos sind Masselos??? • Angenommen Neutrinos wären nicht masselos sondern sie hätten eine geringe Masse geschlossenes Universum • Wahrscheinlichere Kandidaten: die zum Myon und zum Tau-Lepton gehörenden Neutrinos Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 „Leichte Neutrinos“ • „Leichte Neutrinos“ bezeichnet man als heiße Dunkle Materie •Diese führt nicht zur Bildung beobachteter Strukturen Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Schwere Neurtinos • Geringere Teilchendichte • „Schwere Neutrinos“ bezeichnet man als kalte Dunkle Materie • Schwere Neutrinos Schwerer Einklang Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 SUSY • Supersymmetrie eine der wahrscheinlichsten Ergänzungen des Standardmodells • Ein Partner für jeden (LSP) • Photino, Gravitino ,Neutralino (WIMPs) Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Alternativen • Ultraleichte Axionen • Ultraschwere Dunkle-Materie-Teilchen • Teilchen des „Schattenuniversums“ • Etwas komplett Unbedachtes Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Kompakte Objekte (Alte) Schwarze Löcher: • Entstanden im frühen Universum • Baryonen die nicht als Baryonen zählen?!?!?! Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 MACHOs • Tatsächlich nachgewiesen • MACHO = MAssive Compact Halo Object • Können aus Baryonen bestehen (Braune Zwerge) Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Wie sucht man MACHOs??? • Sterne in der GMW (Große Magellan´sche Wolke) beobachten • GMW außerhalb oder zumindest am Rande unseres Halos Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 • Unsichtbares massives Objekt nahe an Beobachtungslinie Licht des Sterns gekrümmt und fokusiert kurzzeitiges Aufleuchten • Gravitationslinseneffekt • Mikrolinseneffekt (bei leichten Helligkeitsänderungen) • Problem: kommt selten vor Millionen Sterne, über Jahre beobachten • Beeindruckend: Mitte der ´90-er MACHOs entdeckt Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Lichtkurve • Helligkeit eines Sterns • Aufleuchten: 1 Monat • Erklärung: Gravitationslinseneffekt nicht Pulsationsveränderlichkeit • Einmalige Helligkeitszunahme • Gleiche Schwankung in rotem und blauem Bereich •Helligkeitszunahme und –abnahme sind symmetrisch •Massen der MACHOs etwas unter Sonnenmasse Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Auf der Suche nach der Dunklen Materie • Mikrolinseneffekt behandelt (m ca. Sonnenmasse) • Bevorzugte Kandidaten: nichtbaryonische Elementarteilchen (m ein Bruchteil eines Gramms) • Falls WW nur durch Gravitationskraft, dann Nachweis unmöglich • Hoffnung: schwache WW Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Auf der Suche nach der Dunklen Materie • Universum mit Dunkler Materie angefüllt • WW-Wahrscheinlichkeit gering • Möglicherweise WW zwischen Dunkle-MaterieTeilchen und Proton oder Neutron • Damit wäre Existenz bewiesen • Derzeit viele aktive Experimente • Britische Kollaboration: Yorkshire (1100 m Tiefe) Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Auf der Suche nach der Dunklen Materie • Hauptschwierigkeit: Signal in Gegenwart vieler Rauschquellen zu entdecken • Ereignisrate: jährliche Modulation • Erde und Dunkle Materie bewegen sich in gleiche Richtung Senkung der Wechselwirkungsrate • Erde und Dunkle Materie bewegen sich in gegengesetzte Richtung Erhöhung der Wechselwirkungsrate Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275 Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit! Georgios Labrinopoulos 0500565 Georg Benjamin Schlögl 0602275
