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China schließt sich der globalen Konkurrenz in einem bahnbrechenden wissenschaftlichen Sektor an: der Suche nach dunkler Materie. Mit dem Einsatz neuer Forschungsinstrumente und Anlagen, die die Erwartungen auf Antworten steigen lassen.
Am Donnerstag hat die chinesische Akademie der Wissenschaften den ersten Satelliten für dunkle Materie ins All entsendet. Er wird für drei Jahre zur Suche nach Hinweisen auf die mysteriöse Substanz und zur Forschung des Ursprungs von kosmischen Strahlungen und Beobachtung von Gammastrahlen im Dienst sein.
Dunkle Materie ist sehr schwer zu messen, weil sie außer Herbeiführen von Gravitation nur selten mit anderen Substanzen interagiert. Die meisten Experten, die mit Hilfe von elektronischen oder magnetischen Signalen versucht haben, sie zu messen, sind gescheitert.
Allerdings zeigt sich Chang Jin, Vizedirektor des Purple Moutain Obersvatory bei der Akademie der Naturwissenschaften, überzeugt, dass Dunkle Materie Partikel, wenn sie miteinander kollidieren und sich gegenseitig aufheben, andere messbare Partikel absondern, wie zum Beispiel Elektronen, Antiprotone und Gammastrahlen. Er präsentierte diese Idee, als er 1998 dem von der US-Raumfahrtsbehörde NASA unterstützten Projekt „Advanced Thin Ionization Calorimeter" beitrat.
Zwischen 2000 und 2003 hat das Team ein mit einem Ballon befördertes Instrument über der Antarktis gestartet, um kosmische Strahlen in niedriger Höhe zu sondieren. Es fand überschüssige Elektronen, die möglicherweise durch die Annihilation Dunkler Materie im Weltall emittiert wurden, vielleicht 3000 Lichtjahre entfernt von der Erde.
Über diese Entdeckung wurde 2008 in der Zeitschrift Nature als ausschlaggebender indirekter Hinweis auf die Existenz Dunkler Materie berichtet.
Nach diesem Anfangserfolg schlug Chang den Start eines Satelliten für Dunkle Materie vor. Der neue Satellit mit moderneren Sonden und höherer Auflösung sollte im Weltraum statt in der Erdatmosphäre seine Mission erfüllen, weil die kosmischen Strahlen dort stärker und die Störungen geringer sind.
Chang erklärte, indirekte Beweise können einen flüchtigen Einblick in die dunkle Materie geben, so wie man Aussehen und Charakter eines Vaters einschätzen kann, wenn man seinen Sohn sieht.
Über indirekte Hinweise hinaus sind chinesische Wissenschaftler dabei, parallele Experimente zur Suche nach direkten Beweisen durchzuführen.
Im Jahr 2010 wurde das Jinping Untergrundlabor, ein Labor für Dunkle Materie 2400 Meter unter der Erdoberfläche, in Betrieb genommen. Zwei Versuchsgruppen sind dort im Einsatz, das internationale Projekt PandaX unter Leitung der Shanghai Jiaotong Universität und das CDEX-Projekt der Tsinghua-Universität.
Mit anderen als astrophysischen Methoden versuchen diese Gruppen Dunkle Materie auf eine direkte Weise zu beobachten, anstatt sie durch Annihilation emittierte Partikel herzuleiten.
Liu Jianghai, Professor von der Universität aus Shanghai und Mitglied des PandaX Teams, sagte, man könne sich das so vorstellen, als fahre man mit dem Auto durch Abgase. Jedesmal wenn ein Schadstoffpartikel auf das Auto stoße, gebe dies ein schwaches Geräusch von sich. Die Wissenschaftler in dem Untergrundlabor versuchten, diese unhörbaren Geräusche zu entdecken.
Das Labor wurde tief unter der Erde gebaut mit dem Ziel, Störungen für die Forscher so gering wie möglich zu halten.
Ji Xiangdong, Professor an der Shanghai Jiaotong Universität, sagte, sie seien nah am Fund der Dunklen Materie, sie wollten sicherstellen, dass es Chinesen sein werden, die diese wissenschaftlich bahnbrechende Frage beantworten.
