Dunkle Materie spiegelt sich in h\u00e4ndigen Molek\u00fclen. Chirale Verbindungen eignen sich, um Licht auf den unsichtbaren Teil des Alls zu werfen.
\nFalls Dunkle Materie im Weltall existiert und falls sie zwischen links und rechts unterscheidet, lie\u00dfe sie sich mit geeigneten chiralen Molek\u00fclen nachweisen. Das sind chemische Verbindungen, von denen zwei spiegelbildliche Versionen vorliegen, die einander \u00e4hneln wie die linke und die rechte Hand.
\nZu diesem Ergebnis kommen Theoretische Chemiker und Physiker aus Marburg und Sankt Petersburg, indem sie auf ein mehr als zwanzig Jahre altes Experiment zur\u00fcckgreifen. Die Wissenschaftler um Prof. Dr. Robert Berger von der Philipps-Universit\u00e4t berichten im Fachblatt „Physical Review Letters“ \u00fcber ihre Ergebnisse.
\nDie linke und die rechte Hand sind nicht miteinander zur Deckung zu bringen, aber ansonsten sollte sich ein Spiegelbild nicht vom Original unterscheiden. Dieses Prinzip gilt nicht nur f\u00fcr H\u00e4nde, sondern ebenso f\u00fcr die meisten Kr\u00e4fte, die zum Beispiel in chiralen Molek\u00fclen wirken. Fachleute sprechen dabei von „Parit\u00e4t“.
\n„Wir schlagen nun vor, mit chiralen Molek\u00fclen ein wenig Licht in das Geheimnis der Dunklen Materie zu bringen“, berichtete der Theoretische Chemiker Berger. Er hat die Forschungsarbeit geleitet.
\nDie sichtbare Materie im Weltall reicht nicht aus, um die Bewegung der Sterne zu erkl\u00e4ren. Die moderne Kosmologie postuliert daher, der sichtbare Teil mache nur etwa ein Sechstel der gesamten Materie im Universum aus. Woraus aber der gro\u00dfe Rest besteht – eben die Dunkle Materie -, ist nach wie vor ein R\u00e4tsel.
\n„Obwohl nur wenig \u00fcber diese unentdeckten kosmischen Bestandteile bekannt ist, gibt es eine F\u00fclle von Theorien dar\u00fcber, was Dunkle Materie tats\u00e4chlich sein k\u00f6nnte“, erl\u00e4uterte Erstautor Konstantin Gaul, der seine Doktorarbeit in Bergers Arbeitsgruppe anfertigt. „Die Bandbreite dieser Spekulationen reicht von uralten Schwarzen L\u00f6chern bis zu ultraleichten und bisher unbekannten Elementarteilchen.“
\nBei der Suche nach Dunkler Materie st\u00f6\u00dft man auf Kandidaten, die das Parit\u00e4tsprinzip verletzen. „Falls ultraleichte Dunkle Materie in dieser Form existiert, wirkt sie sich auf chirale Molek\u00fcle aus und verursacht oszillierende Energieunterschiede zwischen spiegelbildlichen Molek\u00fclen“, f\u00fchrte Gaul weiter aus.
\nIn der aktuellen Studie gehen Berger und seine Mitstreiter der Frage nach, wie sich dieser Effekt nachweisen lassen k\u00f6nnte. Die Wissenschaftler schauten sich daf\u00fcr ein Pr\u00e4zisionsexperiment genauer an, das kurz vor der Jahrtausendwende in Paris durchgef\u00fchrt wurde, um winzige Parit\u00e4tsverletzungen aufgrund der fundamentalen schwachen Wechselwirkung in chiralen Molek\u00fclen nachzuweisen. Durchgef\u00fchrt wurde es mit der Verbindung Bromchlorfluormethan.
\nDas Team hat nachgerechnet, wie empfindlich das Experiment gegen\u00fcber Dunkler Materie ist und wie man diese Empfindlichkeit steigern kann. „Falls die Dunkle Materie Oszillationen in chiralen Molek\u00fclen hervorruft, so k\u00f6nnten diese an geeigneten Molek\u00fclen mittels Infrarotspektroskopie nachgewiesen werden“, sagten die Autoren voraus.
\nDabei lie\u00dfe sich die Pr\u00e4zision bestehender Experimente um mindestens zwei Gr\u00f6\u00dfenordnungen verbessern. „Die Empfindlichkeit kann erheblich gesteigert werden, wenn man besser geeignete, schweratomige Molek\u00fcle w\u00e4hlt“, betonte Berger.
\nBerger leitet eine Arbeitsgruppe f\u00fcr Theoretische Chemie an der Philipps-Universit\u00e4t. Neben Bergers Team beteiligten sich die Physiker Dr. Mikhail G. Kozlov und Dr. Timur A. Isaev vom Petersburg Nuclear Physics Institute an der Studie. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Russische Wissenschaftsstiftung haben die zugrundeliegende Forschungsarbeit finanziell gef\u00f6rdert<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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