MAINZ / LONDON (IT BOLTWISE) – Forscher der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben durch Präzisionsmessungen an Bariummonofluorid-Molekülen neue Hinweise auf die Existenz hypothetischer Teilchen gefunden, die eine Rolle bei der Dunklen Materie spielen könnten. Diese Entdeckung könnte eine bedeutende Wissenslücke in der Physik schließen und neue Wege zur Erforschung der Dunklen Materie eröffnen.
Die Dunkle Materie, die etwa 23 Prozent des Universums ausmacht, bleibt eines der größten Rätsel der modernen Physik. Während ihre Existenz durch ihre gravitative Wirkung auf Galaxien als gesichert gilt, ist ihre genaue Zusammensetzung nach wie vor unbekannt. Eine neue Studie von Wissenschaftlern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz könnte nun einen entscheidenden Hinweis auf die Natur dieser mysteriösen Materie liefern.
Im Zentrum der Untersuchung stehen Präzisionsmessungen an Bariummonofluorid (BaF)-Molekülen. Diese Moleküle ermöglichen es, subtile physikalische Effekte zu verstärken, die sonst kaum messbar wären. Durch die Analyse der Hyperfeinstruktur von Atomen konnten die Forscher erstmals einen Beitrag sogenannter Z’-Bosonen bestimmen. Diese hypothetischen Teilchen werden in verschiedenen theoretischen Erweiterungen des Standardmodells als mögliche Vermittler der schwachen Wechselwirkung und als Kandidaten für Dunkle Materie diskutiert.
Die Mainzer Forscher nutzten den Supercomputer ‘MOGON 2’, um bestehende experimentelle Daten neu auszuwerten. Dabei wurde ein Bereich der Wechselwirkungen zwischen Elektronen und Kernen untersucht, der bislang weder durch Laborexperimente noch durch kosmologische Daten erforscht wurde. Diese Arbeit verbindet Atom-, Molekül- und Kernphysik mit Aspekten der Teilchenphysik und zeigt, dass Messungen der Molekularphysik ein aufstrebendes Werkzeug für die neue Physik sind.
Die Ergebnisse der Studie könnten weitreichende Auswirkungen auf die Suche nach den verborgenen Kräften des Universums haben. Zukünftige Experimente mit schweren zweiatomigen Spezies wie BaF könnten die Empfindlichkeit um einen Faktor 100 steigern und uns tiefer auf unerforschtes Terrain führen. Diese Fortschritte in der Molekülphysik könnten somit eine entscheidende Rolle bei der Entdeckung neuer Teilchen und Kräfte spielen, die der Wissenschaft bisher verborgen geblieben sind.
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