„Wir haben etwas Interessantes beobachtet“: Forscher rätseln über Signal tief unter der Erde
Forschungsteam entdeckt mysteriöses Ereignis tief unter der Erde
Stand: 03.09.2026, 13:21 Uhr
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Ein einzelnes, rätselhaftes Signal im Detektor – und die Wissenschaft hält den Atem an. Was das LZ-Experiment tief unter der Erde aufgezeichnet hat.
Sanford Underground Research Facility – Dunkle Materie ist eine seltsame Sache: Den gängigen Theorien zufolge macht sie etwa 85 Prozent der Masse im Universum aus – doch sie wurde noch nie direkt nachgewiesen. Was genau Dunkle Materie eigentlich ist, ist eine der größten Fragen, die die Wissenschaft beschäftigt.
Gerade deshalb ist ein Forschungsteam des LUX-ZEPLIN-Experiments (LZ) der Sanford Underground Research Facility (SURF) im US-Bundesstaat South Dakota vorsichtig bei der Beschreibung dessen, was ihnen bei ihrem Experiment aufgefallen ist. Das Experiment nutzt zehn Tonnen flüssigen Xenons, um nach Dunkler Materie zu suchen. Genauer: Das LZ-Experiment sucht nach WIMPs (weakly interacting massive particles). Dabei wurde eine Interaktion aufgezeichnet, die die Forschenden nur schwer erklären können.
Suche nach Dunkler Materie: US-Forschungsteam meldet seltsame Beobachtung
Das Ergebnis erreicht noch nicht die statistische Schwelle, die für eine Entdeckung erforderlich ist (siehe Infobox) – es stellt jedoch den bislang überzeugendsten Hinweis auf Dunkle Materie dar, den das Experiment bisher gemeldet hat. Vorgestellt wurde das Ergebnis auf der Konferenz „TeV Particle Astrophysics“ in Japan. Ein Paper mit Ergebnissen wurde zur Publikation im Fachjournal Physical Review Letters eingereicht, muss jedoch noch von Fachleuten geprüft werden. Eine unabhängige wissenschaftliche Prüfung steht damit noch aus.
Um ein solches Signal zweifelsfrei als Dunkle Materie zu verifizieren, bedarf es nun der unabhängigen Bestätigung durch konkurrierende Anlagen, wie etwa dem europäischen XENONnT-Detektor in Italien oder dem chinesischen PandaX-4T-Experiment. Es gibt auch noch andere Ansätze, nach Dunkler Materie zu suchen.
„Wir behaupten nicht, Dunkle Materie gesehen zu haben“
„Wir sind sehr fasziniert von diesem Ereignis in den Daten, in der Region, in der wir erwarten, dass Dunkle Materie auftritt, und in der die konkurrierenden Hintergrundsignale sehr gering sind“, betont Rick Gaitskell, ein Sprecher von LZ, in einer Mitteilung. „Da es sich nur um ein einziges Ereignis handelt, wollen wir nichts überstürzen. Wir behaupten nicht, Dunkle Materie gesehen zu haben. Aber wir haben etwas Interessantes beobachtet, das wir der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Diskussion vorlegen möchten.“
Sam Eriksen, der Hauptautor der Studie, ergänzt: „Wir kennen unseren Detektor und die Hintergrundsignale so gut, dass selbst ein einziges herausragendes Ereignis, wie das von uns entdeckte, von Bedeutung ist. Wir gehen davon aus, dass Ereignisse im Zusammenhang mit Dunkler Materie äußerst selten sind, sodass bereits eine Handvoll davon den ersten Nachweis von WIMP-Dunkler Materie bedeuten könnte.“
Ab wann ist ein Signal eine wissenschaftliche Entdeckung?
In der Teilchenphysik gilt ein Messwert erst ab dem Schwellenwert von 5-Sigma als bewiesene Entdeckung. Der Wert misst, wie stark ein Signal vom natürlichen Hintergrundrauschen abweicht:
Aktuelles LZ-Ergebnis (2,6 Sigma): Die Wahrscheinlichkeit für eine reine Zufallsschwankung liegt bei etwa 1 zu 200 (0,5 %). In der Fachwelt gilt dies lediglich als statistische Auffälligkeit.
3-Sigma-Schwelle: Irrtumswahrscheinlichkeit ca. 1 zu 740 – ab hier spricht man offiziell von einem wissenschaftlichen Hinweis.
5-Sigma-Standard: Irrtumswahrscheinlichkeit unter 1 zu 3,5 Millionen – erst ab diesem Goldstandard gilt eine Entdeckung als gesichert (wie 2012 beim Higgs-Boson).
Das vereinzelte Signal im LZ-Detektor liegt statistisch noch deutlich unter der geforderten Schwelle. Erst wenn sich vergleichbare Signale in künftigen Messdaten häufen, kann ein bizarres Störsignal zweifelsfrei ausgeschlossen werden.
LZ-Experiment such in einem riesigen Xenon-Tank nach Hinweisen auf Dunkle Materie
Das LZ-Experiment sucht nach Dunkler Materie, indem es nach ganz bestimmten Lichtblitzen Ausschau hält. Diese Blitze entstehen, wenn im Detektor Energie abgegeben wird. Damit Signale von normaler Materie das Ergebnis nicht verfälschen, befindet sich das Experiment etwa 1,5 Kilometer unter der Erde. Außerdem schirmt ein Wassertank den zentralen Detektor ab.
Frühere Experimente hatten ebenfalls vielversprechende Anzeichen für Dunkle Materie gezeigt – die sich jedoch als Fehlsignale herausgestellt hatten, mahnen Fachleute außerhalb des LZ‑Experiments. Jianglai Liu, Physiker an der Shanghai Jiao Tong University in China, ist sich gegenüber Nature News sicher: Das einzelne Ausreißerereignis bei LZ „ist faszinierend und wird die Fachwelt zweifellos begeistern“.
Ist es die erste Beobachtung von Dunkler Materie?
„Ausreißer in den Daten sind nicht unerwartet, aber wenn man sie genauer betrachtet, fallen sie in der Regel als eine Art Hintergrund auf“, erklärt Aaron Manalaysay, Vorsitzender des Institutional Board von LZ. „Dies ist das erste Beispiel in einem Experiment, an dem ich je mitgearbeitet habe, bei dem ein Ausreißer in jeder Hinsicht gültig erscheint. Natürlich zerbrechen wir uns immer noch den Kopf darüber, ob es einen seltenen Hintergrundmechanismus gibt, den wir übersehen haben könnten, aber es ist aufregend, sich zu fragen, ob dies der erste Hinweis auf eine Beobachtung von Dunkler Materie sein könnte.“ (Quellen: Mitteilung, Studie, Nature News) (tab)