Fysici 'zien donkere materie'

Amerikaanse fysici zeggen mogelijk een glimp van ‘donkere materiedeeltjes’ te hebben opgevangen. Naar de geheimzinnige en onzichtbare donkere materie in de kosmos wordt al jaren gezocht.

De Amerikanen maakten hun bevindingen afgelopen donderdag bekend tijdens twee gelijktijdige presentaties, in Californië en Illinois. Maar ofschoon prikkelend, zijn de gegevens niet overtuigend. Dat erkennen de onderzoekers zelf ook.

Als de metingen bevestigd kunnen worden, zou dat wél spectaculair zijn. Onzichtbare, donkere materie maakt volgens de huidige modellen ongeveer 23 procent van de kosmos uit. Daarnaast zou het universum voor ongeveer 72 procent bestaan uit ‘donker energie’, die eveneens onbekend en onbegrepen is. De zichtbare materie die wij zien en deels begrijpen (planeten, sterren en sterrenstelsels), vormt volgens de huidige inzichten dus maar een schamele 5 procent van het heelal.

De nu gevonden ‘hint’ voor donkere materie werd opgepikt met een grote detector diep onder de grond, in een voormalige ijzermijn in de staat Minnesota. Die detector, van het Cryogen Dark Matter Search experiment (CDMS), bestaat uit grote blokken germanium en silicium. Ze zijn gekoeld tot krap een honderdste graad boven het absolute nulpunt. Donkere materiedeeltjes die het ijskoude materiaal passeren, zouden daarin een beetje warmte en wat elektriciteit opwekken.

De dikke laag rotsen boven de mijn schermt de detector intussen af voor meer alledaagse deeltjes uit de atmosfeer en uit de ruimte, die anders storende achtergrondsignalen zouden geven. Maar helemaal ‘stil’ is het niet onder de grond, want bij het natuurlijk radioactief verval in die rotsen komen neutronen vrij die eveneens warmte en elektriciteit opwekken in de CDMS-detector.

Het huidige resultaat bestaat uit twee ‘gebeurtenissen’ met een elektrisch signaal en warmteontwikkeling die afwijken van zulke achtergrondruis, en juist kenmerkend zijn voor donkere materiedeeltjes. Tegelijk is de kans zeer aanzienlijk (20 procent) dat het nog altijd gewoon om storende signalen gaat. Dat de fysici deze minder dan voorlopige resultaten toch al openbaar maakten, hangt samen met de grote competitie in dit veld. Verschillende onderzoeksgroepen zijn erop gebrand als eerste een kandidaat voor donkere materie te vinden.