Die Dunkle Materie ist eines der größten wissenschaftlichen Rätsel des Universums: Aus astronomischen Beobachtungen schließt man, dass sie rund 26 Prozent des gesamten Energieinhalts des Universums ausmacht und damit etwa fünfmal so häufig vorkommt wie die uns bekannte „normale“ Materie. Bisher entzog sich dieser geheimnisvolle Stoff aber jedem direkten Nachweis.
Ein gemeinsames Projekt, in dem sich das DMLab engagieren wird, ist das Experiment MADMAX (Magnetized Disc and Mirror Axion EXperiment), das auf Initiative von Forschenden am Max-Planck-Institut für Physik (MPP) entstanden ist. Die internationale MADMAX-Kollaboration wurde 2017 am DESY ins Leben gerufen und will sich auf die Suche nach Axionen machen, hypothetischen, ultraleichten Teilchen, mit denen sich die Dunkle Materie erklären lassen könnte. Die Idee ist, dass sich Axionen an Grenzflächen verschiedener Materialien in einem sehr starken Magnetfeld bemerkbar machen könnten.
Am DM Lab beteiligen sich das CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), das DESY, das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und das Karlsruher Institut für Technologie. Ziel ist es, die Zusammenarbeit zwischen Frankreich und Deutschland zu stärken und das Potenzial für Entdeckungen zu fördern.
Das DMLab wird für zunächst fünf Jahre ins Leben gerufen. Organisatorisch ist es eine Einrichtung des französischen IN2P3 (Institut National de Physique Nucleaire et de Physique des Particules) im CNRS, das in Deutschland einen weiteren Standort erhält. Zehn der bereits bestehenden und in ganz Frankreich verteilten IN2P3-Standorte sind an DMLab beteiligt.
Das Labor wird französischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ermöglichen, längere Forschungsaufenthalte von mindestens einem Jahr in Deutschland zu verbringen. Mit Hilfe der auch von DESY, GSI und KIT zugesagten Förderung wird ein reger Austausch in beide Richtungen erwartet, der sich produktiv auf alle Projekte im DMLab – und damit auch auf MADMAX – auswirken wird.
Versuchsaufbau des MADMAX-Experiments am Max-Planck-Institut für Physik (Foto: D. Strom/MPP)