XENONnT: Fortschritte in der Suche nach Dunkler Materie

GRAN SASSO / ITALIEN / LONDON (IT BOLTWISE) – Die Suche nach Dunkler Materie hat mit dem XENONnT-Experiment einen bedeutenden Fortschritt erzielt. Wissenschaftler konnten die durch Radon verursachte Radioaktivität drastisch reduzieren, was die Empfindlichkeit des Detektors erheblich erhöht. Diese Entwicklung könnte entscheidend für das Verständnis der Dunklen Materie sein.

Die Suche nach Dunkler Materie ist eine der größten Herausforderungen der modernen Physik. Im Gran-Sasso-Labor in Italien arbeiten Wissenschaftler der XENON-Kollaboration daran, diese mysteriöse Materieform zu verstehen. Ihr Werkzeug: der XENONnT-Detektor, einer der empfindlichsten Detektoren weltweit. Ziel ist es, extrem seltene Teilchenwechselwirkungen nachzuweisen, die Hinweise auf die Natur der Dunklen Materie geben könnten.

Ein zentrales Problem bei der Detektion ist die natürliche Radioaktivität, die Störsignale erzeugt und die schwachen Signale der Dunklen Materie überdecken kann. Besonders problematisch ist Radon, ein radioaktives Gas, das in vielen Materialien vorkommt. Das XENONnT-Team hat nun einen Durchbruch erzielt, indem es die Radon-Konzentration im Detektor drastisch senken konnte. Diese Reduktion wurde durch ein kryogenes Destillationssystem erreicht, das die Radonmenge im flüssigen Xenon um den Faktor vier reduziert.

Der Detektor selbst besteht aus 8,5 Tonnen flüssigem Xenon, das bei minus 95 Grad Celsius tief unter der Erde betrieben wird. Diese Bedingungen minimieren Störeinflüsse und erhöhen die Empfindlichkeit des Detektors. Die Reinheit des Xenons ist entscheidend, da selbst kleinste Mengen an Radon Lichtblitze erzeugen können, die den gesuchten Signalen ähneln. Dank der neuen Technologie ist die durch Radon verursachte Radioaktivität nun auf ein Niveau gesenkt, das eine Milliarde Mal niedriger ist als die natürliche Radioaktivität des menschlichen Körpers.

Diese Fortschritte ebnen den Weg für noch größere und empfindlichere Detektoren wie das geplante XLZD-Observatorium, das zehnmal größer sein soll als XENONnT. Das Team um Prof. Dr. Christian Weinheimer von der Universität Münster entwickelt die Technologie weiter, um Radon und andere radioaktive Edelgase noch effektiver zu entfernen. Diese Entwicklungen könnten entscheidend sein, um das Rätsel der Dunklen Materie zu lösen und neue Erkenntnisse über das Universum zu gewinnen.

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