Schwebende Supraleiter für die Suche nach Dunkler Materie

Alles besteht aus Materie. Von Atomen und Molekülen über Kaffee und Katzen bis hin zu Planeten und Sternen. Aber laut Astronomen und Astrophysikern gibt es in unserem Universum eine Menge Materie, die wir nicht verstehen. Diese nennt man Dunkle Materie. Tatsächlich gibt es in unserem Universum etwa fünfmal so viel Dunkle Materie wie gewöhnliche Materie! Leider wir wissen immer noch nicht viel darüber. Wir wissen nicht, ob sie in kleinen Stücken oder großen Klumpen vorliegt. Wir wissen zwar, dass sie auf die Schwerkraft reagiert, aber wir wissen nicht, ob das auch für elektrische, magnetische oder Kern-Kräfte gilt. Astronomen und Astrophysiker haben Dunkle Materie bereits mit Teleskopen untersucht. Um aber noch viel mehr über Dunkle Materie herauszufinden, wäre es gut, wenn wir die Dunkle Materie hier auf der Erde in einem Labor nachweisen könnten. Und genau das werde ich versuchen. Ich werde in einem Labor in Wien, am Institut für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, nach Dunkler Materie suchen. Für diese Aufgabe werde ich spezielle Sensoren bauen. Jeder dieser Sensoren besteht aus einem zentimetergroßen Ball, der an einem bestimmten Ort schwebt. Die Idee meines Projekts ist es, dass vorbeifliegende Teilchen Dunkler Materie einen leichten Druck oder eine leichte Kraft auf den Ball ausüben und ihn so in Bewegung versetzen. Ich werde diese Bewegung mit Hilfe eines äußerst empfindlichen Stromkreises messen und nach Bewegungen suchen, die durch Dunkle Materie verursacht worden sein könnten. Um die Empfindlichkeit des Apparates gegenüber Dunkler Materie zu maximieren, ist es wichtig, dass der schwebende Ball nicht von irgendetwas anderem beeinflusst wird. Deshalb schweben die Bälle im Vakuum, damit Luftpartikel sie nicht herumschleudern. Außerdem hängt das Experiment an einer Reihe von Federn, sodass die Bälle nicht durch Vibrationen beeinträchtigt werden, die z.B. von Personen und Geräten im Labor, oder gar von der Straßenbahn vor der Haustür verursacht werden. Darüber hinaus wird das Experiment in einem extrem kalten Kühlschrank bei einer Temperatur von nur 0,015 Grad über dem absoluten Nullpunkt (der tiefst möglichen Temperatur) durchgeführt. Die Bälle werden von Magneten zum Schweben gebracht. Genauer gesagt verwende ich stromdurchflossene Spulen, die sich wie Magnete verhalten. Die Spulen sind aus supraleitendem Draht, so dass darin elektrischer Strom fließen kann, ohne dass sie sich erhitzen. Auch die Bälle werden aus einem supraleitenden Material bestehen, da Supraleiter äußerst stabil zwischen Magneten schweben können. Damit wird dieses Setup extrem robust sein und wochenlang konstant laufen können. Kurz gesagt, ich werde sehr stabile, gut isolierte Objekte in einem Labor hier auf der Erde überwachen und testen, ob sie von Dunkler Materie bewegt werden. Damit ist die Jagd nach Dunkler Materie eröffnet!