Neue Forschungsgruppe DELight sucht nach Dunkler Materie im Universum

Bis zu 85 Prozent der Materie im Universum bestehen nach aktuellem Forschungsstand aus Dunkler Materie. Um zu bestimmen, woraus diese unsichtbare Materie besteht und inwiefern sie sich von ihrem „gewöhnlichen“ Pendant unterscheidet, nutzt die Astroteilchenphysik Beobachtungsdaten aus verschiedenen Laborexperimenten – bislang ohne Erfolg. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert nun die Forschungsgruppe „DELight – ein Experiment zur direkten Suche nach leichter dunkler Materie mit supraflüssigem Helium“ der Universitäten Heidelberg und Freiburg sowie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), die einen neuartigen experimentellen Ansatz verfolgt.

Ultrakaltes Helium als Basis für einen neuartigen Detektor

„DELight nimmt Teilchen mit sehr geringer Masse als Kandidaten für Dunkle Materie in den Fokus“, erklärt Professorin Kathrin Valerius vom Institut für Astroteilchenphysik des KIT. Dafür wollen sich die insgesamt sechs Forschungsteams die Eigenschaften von ultrakaltem, supraflüssigem Helium zunutze machen. „Aufgrund des geringen Gewichts der Helium-Atome eignet es sich besonders gut für diese direkte Suche nach neuen leichten Teilchen“, so Professorin Belina von Krosigk von der Universität Heidelberg, Sprecherin der Forschungsgruppe. Die Forschenden entwickeln dazu ein neues Detektorkonzept, das auf supraleitenden Quantensensoren beruht. In Heidelberg entsteht dafür eine kryogene Plattform, die das Helium auf wenige Tausendstel Grad über dem absoluten Temperaturnullpunkt herunterkühlen soll, also auf etwa -273 Grad Celsius. 

„Um im Helium die sehr kleinen Energiemengen möglicher Stöße Dunkler Materie nachzuweisen, entwickeln wir am KIT ein innovatives magnetisches Mikrokalorimeter, das selbst kleinste Signale erfassen kann“, erläutert Professor Sebastian Kempf vom Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme des KIT. An der Universität Freiburg identifizieren Forschende mit hochempfindlichen Messgeräten ultrareine Materialien für das Experiment. Zum Schutz vor kosmischer Strahlung findet der Aufbau des DELight-Experiments in einem unterirdischen Labor in statt. 

jho, 02.04.2026