BRAUNSCHWEIG / HEIDELBERG / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) –
Die Suche nach den Geheimnissen des Universums hat einen neuen Meilenstein erreicht. Forschende aus Braunschweig und Heidelberg haben eine Anomalie in den Isotopenverschiebungen des Elements Ytterbium bestätigt, die möglicherweise auf die Existenz einer neuen, sogenannten “dunklen Kraft” hindeutet. Diese Entdeckung könnte das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen sichtbarer und Dunkler Materie revolutionieren.
Seit fast einem Jahrhundert ist bekannt, dass ein erheblicher Teil der Materie im Universum aus Dunkler Materie besteht, die sich der direkten Beobachtung entzieht. Diese Materie beeinflusst jedoch die sichtbare Materie durch die Gravitation. Die Frage, ob es auch unbekannte Kräfte gibt, die zwischen diesen beiden Materieformen vermitteln, bleibt jedoch offen.
Die jüngsten Untersuchungen konzentrierten sich auf die Messung der elektronischen Resonanzen in Isotopen, eine Methode, die besonders präzise Einblicke in die Struktur von Atomkernen und Elektronen ermöglicht. Im Jahr 2020 entdeckte ein Team des Massachusetts Institute of Technology eine Nichtlinearität in den Isotopenverschiebungen von Ytterbium, die die wissenschaftliche Gemeinschaft in Aufregung versetzte.
Die Forscherteams um Tanja Mehlstäubler von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt und Klaus Blaum vom Max-Planck-Institut für Kernphysik führten hochpräzise Messungen durch, um diese Anomalie zu untersuchen. Die optische Spektroskopie in Braunschweig und die Massenspektrometrie in Heidelberg lieferten Daten, die bis zu hundertmal genauer waren als bisherige Messungen.
Mit Hilfe neuer kerntheoretischer Berechnungen konnten die Wissenschaftler die Anomalie erklären und eine neue Grenze für die Existenz von dunklen Kräften setzen. Diese Ergebnisse bieten nicht nur Einblicke in die Struktur schwerer Atomkerne, sondern auch in die Physik neutronenreicher Materie, die für das Verständnis von Neutronensternen von Bedeutung ist.
Die internationale Zusammenarbeit, die auch Forscher aus Sydney und Hannover umfasste, hat gezeigt, dass die Atom-, Kern- und Teilchenphysik gemeinsam neue Wege beschreiten kann, um die komplexen Phänomene der Materiestruktur zu entschlüsseln. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht und könnten die Grundlage für zukünftige Forschungen in diesem Bereich bilden.
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