COSINUS soll Signale von Dunkler Materie überprüfen

[Frank]

Das Herzstück von COSINUS – und ähnlichen Experimenten – ist ein Kristall aus Natriumiodid, der auf wenige hundertstel Grad über dem absoluten Nullpunkt (-273 Grad Celsius) abgekühlt werden kann. Wird der Kristall von Dunkle-Materie-Teilchen getroffen, sollte es zu zwei Reaktionen im Detektor kommen: Erstens werden die Atome des Kristalls in Schwingung versetzt und heizen damit das Kristallgitter auf. Zweitens entsteht Licht im Kristall. Beide Effekte können mit COSINUS gemessen werden. Um das Hintergrundrauschen durch andere Teilchen zu minimieren, befindet sich das Experiment gut abgeschirmt im Grand-Sasso-Massiv unter 1400 Meter Gestein.

https://www.spektrum.de/news/cosinus-so ... en/2214303

Was ich nicht verstehe.
Wenn Wärme entsteht, muss es ja eine Wechselwirkung geben (bei Licht genauso).
Was wechselwirkt denn da im Kristall, wenn doch Dunkle Materie mit nichts reagiert?

Was ist an einem Kristall von Natriumiodid denn besonders?

Natriumiodid (auch Natriumjodid) ist ein weißes, kristallines Salz des Natriums mit der Summenformel NaI, das zum Nachweis ionisierender Strahlung, zur Behandlung von Jodmangel und zur Herstellung von Iodalkanen in der Finkelstein-Reaktion benutzt wird.

https://de.wikipedia.org/wiki/Natriumiodid

Also sucht man ionisierter Strahlung, im Zusammenhang mit DM?

[Diagnostiker]

Hallo Frank,

ich kann mir das nur so erklären, dass man auf NaI zurückgreift, weil es bei Anregung durch Teilchen das meiste Licht produziert:

In Kristallen, die mit Thallium auf einem Teil der Natrium-Positionen dotiert sind (NaI:Tl+), entstehen durch ionisierende Strahlung Photonen und können so als Szintillationsdetektor eingesetzt werden, traditionell in der Nuklearmedizin, Geophysik, Kernphysik usw. NaI:Tl+ ist das am weitesten verbreitete Szintillationsmaterial, da es das meiste Licht produziert.

Wenn also DM irgendwie mit NaI wechselwirkt, dann besteht hierbei die größte Chance, das nachzuweisen. Da andere Teilchen abgeschirmt werden (auch Neutrinos?), bleiben dann nur noch Teilchen übrig, die den Erdkörper (fast) wechselwirkungsfrei durchdringen. Das wären dann die hypothetischen DM-Teilchen. So weit meine laienhafte Erklärung ...

[Frank]

Wenn also DM irgendwie mit NaI wechselwirkt, dann besteht hierbei die größte Chance, das nachzuweisen. Da andere Teilchen abgeschirmt werden (auch Neutrinos?), bleiben dann nur noch Teilchen übrig, die den Erdkörper (fast) wechselwirkungsfrei durchdringen. Das wären dann die hypothetischen DM-Teilchen. So weit meine laienhafte Erklärung ...

Neutrinos lassen sich von ein bisschen Berg, wie im Beitrag erwähnt nicht abhalten. Neutrinos abschirmen halte ich für unmöglich.

Neutrinos durchdringen problemlos unseren Planeten. Denn die nahezu masselosen Elementarteilchen treten kaum mit Materie in Wechselwirkung.

https://www.weltderphysik.de/gebiet/erd ... hleuchten/

[Diagnostiker]

O.K., dann muss man irgendwie Neutrino-Wechselwirkungen herausfiltern, um dann den eventuell verbleibenden Rest als DM-Wechselwirkung erkennen zu können. Anders kann ich mir das auch nicht erklären.

[Frank]

Ich bin nicht davon überzeugt das etwas über die DM gemessen wird. Halt, gemessen wird sicherlich was werden, aber es wird dann über die Deutung diskutiert und am Ende stellt sich heraus, dass es doch wieder irgendeine Interferenz irdischen Ursprungs war, wie so oft.
Die DM ist irgendetwas anderes. Wahrscheinlich schert sie sich noch nicht einmal um die bis jetzt bekannten Naturgesetze wie die Äquivalenz von Masse und Energie.
Ich hör jetzt aber lieber auf, bevor ich ins Reich des Geschwurbels abdrifte und mir ein rosa Einhorn lease.....

[Diagnostiker]

DM ist bestimmt dreieckig, weil das Bewusstsein fördernd. Muss also irgendwie pyramidig sein, also weder wahr noch falsch, sondern irgendwie nichts ...

[seeker]

Man muss das so einordnen:

Man weiß nicht sicher was DM ist und ob es sie gibt.
Es gibt dazu verschiedene Theorien/ Modelle, die zu verschiedenen Vorhersagen führen, was man je bei Theorie/ Modell X messen können sollte.
Man geht aber allgemein davon aus, dass DM-Teilchen gravitativ voll welchswelwirken und ZUSÄTZLICH auch noch über andere Grundkräfte (z.B. Elektromagnetismus) wechselwirken, dies aber sehr, sehr schwach und selten (ähnlich wie Neutrinos). Dies hofft man jedenfalls. Falls DM darüber überhaupt nicht wechselwirkt, kann sie so auch nicht nachgewiesen werden.
Fall vorhanden, sollte man solche schwachen Wechselwirkungen aber prinzipiell nachweisen können, wenn man nur genau und akkurat genug misst: Man sollte dadurch ein Signal erhalten.
Es gab außerdem schon andere Experimente, wo man evtl. ein solches Signal schon gefunden hat, man sich aber nicht sicher ist, ob es echt ist oder nur zufälliges Rauschen oder ob ein Fehler bei der Messung die Ursache war oder ob es sonst eine andere Ursache als DM hatte.
Dies soll nun hier genauer überprüft werden.

Natriumjodid ist ein Material mit dem man Szintillationsdetektoren bauen kann.
Solche Detektoren sind Signalverstärker. Sie beruhen darauf, dass eine einzelne Wechselwirkung von einem Teilchen mit einem anderen, die ein einzelnes Photon aussenden, so extrem verstärkt werden kann, dass man sie messtechnisch erfassen kann.
Das funktioniert über lawinenartige Kaskadenbildung, Photomultiplier: Aus einem einzelnen Photon wird eine ganze Kaskade von Photonen, die dann leicht gemessen werden kann.
Hauptproblem dabei ist die Unterdrückung von Störsignalen und Rauschen - eben wegen der extremen Empfindlichkeit solcher Detektoren.

[Meller]

@ Diagnostiker

DM hat Masse und ist in der Lage den Raum zu krümmen.
Masse wird auf Quantenbasis vergeben und daraus entsteht Materie, wennnnn die Masse ausreichend ist um Materie zu bilden.

P. S. Du kannst mit mir ganz offen reden anstatt hinter meinen Rücken über meine geliebten Dreiecke zu spotten. Ich sehe alles.

MfG Meller, das allsehende Auge.