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{{Dieser Artikel|behandelt physikalische Teilchen. Zu weiteren Bedeutungen siehe [[WIMP (Begriffsklärung)]].}}

'''WIMPs''' ({{enS|weakly interacting massive particles}} ‚schwach wechselwirkende massereiche Teilchen‘) sind [[Hypothetisches Teilchen|hypothetische Teilchen]], die postuliert wurden, um das [[Kosmologie|kosmologische]] Problem der [[Dunkle Materie|dunklen Materie]] zu lösen. Die Dunkle Materie könnte aus WIMPs bestehen, die in großer Zahl den Raum durchqueren. Die Masse eines Wimps wird im Bereich einiger [[Gold|Goldatome]] angenommen. Ein WIMP würde zusätzlich zur Gravitation nur durch die [[Schwache Wechselwirkung]] beeinflusst. Es hätte weder [[elektrische Ladung]] noch [[Farbladung]]. Weder [[Elektromagnetische Wechselwirkung|elektromagnetische Felder]] noch die von Atomkernen ausgeübte [[Starke Wechselwirkung]] würden auf seine Bahn einwirken. Daher könnten WIMPs wie ein [[Neutrino]] ganze [[Planet]]en praktisch ungestört durchfliegen.

Das [[Leichtestes supersymmetrisches Teilchen| leichteste supersymmetrische Teilchen]] wird als Kandidat für die Rolle von WIMPs in der [[Kosmologie]] angesehen.

Das englische Wort „wimp“ bedeutet auf Deutsch „Schwächling“, was auf diese Unfähigkeit anspielt, Materie zu beeinflussen. Außerdem kann es als Gegensatz zu den [[MACHO]]s zu verstanden werden, die ebenfalls als Hypothese für die Dunkle Materie vorgeschlagen wurden.

== Versuche zum experimentellen Nachweis ==
Der experimentelle Nachweis von WIMPs ist Gegenstand aktueller Forschung. Dabei gibt es zwei grundsätzlich unterschiedliche Techniken. Zum einen versucht man Teilchen zu finden, die als Reaktionsprodukt bei einem Stoß von WIMPs mit [[Nukleon]]en erzeugt wurden. Man erwartet, dass durch den Stoß Elektronen frei werden. Außerdem entstehen [[Photon]]en durch [[Szintillator|Szintillation]]. Da die Stöße nur von der Schwachen Wechselwirkung vermittelt werden, erwartet man, dass sie nur sehr selten auftreten. Um dennoch diese Ereignisse nachweisen zu können, beobachtet man ähnlich wie bei [[Neutrinodetektor]]en große Mengen von durchsichtigem Material mit [[Strahlungsdetektor]]en. Die zweite Technik versucht die Energie nachzuweisen, die bei einem Stoß im Material des Detektors verbleibt. Diese Energie sollte sich in einer Erhöhung der Temperatur äußern. Diese [[Kalorimetrie|kalorimetrischen]] Detektoren arbeiten bei Temperaturen, die nur wenige Millikelvin vom [[Absoluter Nullpunkt|absoluten Nullpunkt]] abweichen.

Die Detektoren werden meist tief unter der Erde betrieben, um den Untergrund aus radioaktiver [[Natürliche Radioaktivität|Hintergrundstrahlung]] und [[Kosmische Strahlung|sekundärer kosmischer Strahlung]] gering zu halten.

Die derzeit empfindlichsten Experimente nutzen Detektoren, die bei [[kryogen (Technik)|sehr tiefen Temperaturen]] betrieben werden. Dazu gehören:
* das amerikanische Experiment [[CDMS]]-II (Cryogenic Dark Matter Search) im [[Soudan Underground Laboratory]],
* das französisch-deutsche Experiment [[EDELWEISS]] (Experience pour DEtecter Les Wimps En Site Souterrain) im [[Laboratoire Souterrain de Modane]],
* [[XENON Dark Matter Project]] im [[Laboratori Nazionali del Gran Sasso|Gran-Sasso-Untergrundlabor]]
* das deutsch-britische Experiment [[CRESST]] (Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers) in den Laboratori Nazionali del Gran Sasso,
* das italienische Experiment DAMA (DArk MAtter), ebenfalls in den Laboratori nazionali del Gran Sasso, und
* das koreanische Experiment COSINE-100, welches die Ergebnisse von DAMA verifizieren soll.
DAMA lieferte 2007 ein von vielen angezweifeltes Ergebnis: Die Experimentatoren behaupten, mit einem großen Detektor aus [[Natriumiodid]] (NaI) ein Signal von WIMPs beobachtet zu haben. Dieses Ergebnis lässt sich nur schwer mit den Ergebnissen der anderen Experimente und den theoretischen Erwartungen vereinbaren. Ergebnisse des COSINE-100-Experiments stellen die Resultate von DAMA ebenfalls in Frage.<ref>{{Literatur |Autor=Govinda Adhikari et al. |Titel=Strong constraints from COSINE-100 on the DAMA dark matter results using the same sodium iodide target |Sammelwerk=Science Advances |Band=7 |Nummer=46 |DOI=10.1126/sciadv.abk2699 |PMC=8580298 |PMID=34757778 |Online=https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk2699 |Abruf=2021-11-20}}</ref>

== Super-WIMPs ==
Ein erweitertes Konzept sieht sogenannte Super-WIMPs vor,<ref name="SdW201101Feng">Jonathan Feng, Mark Trodden: ''Der verborgene Bauplan des Kosmos.'' In: ''Spektrum der Wissenschaft'', Januar 2011. Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg.</ref> die durch Zerfall von WIMPs entstehen. Sie besitzen eine noch schwächere Wechselwirkung als WIMPs, da sie nur der Gravitation unterliegen.

Die Existenz von Super-WIMPs hätte Auswirkungen auf die Bildung von Galaxien. Super-WIMPs hätten sich im frühen Universum sehr schnell bewegt. Erst nachdem sie zur Ruhe gekommen wären, hätten sich Galaxien bilden können. Damit hätte auch die Materie im Zentrum der Galaxien weniger Zeit zur Verdichtung gehabt, was sich auch auf die Dichte im Zentrum der [[Dunkle-Materie-Halo]]s ausgewirkt hätte. Auf diesem Wege ließe sich möglicherweise nachweisen, ob diese Halos aus WIMPs oder Super-WIMPs bestehen.

Eine weitere Nachweismöglichkeit könnte sich durch den Zerfall von WIMPs in Super-WIMPs selbst ergeben, da hierbei [[Photon]]en und [[Elektron]]en entstehen könnten, die leichte [[Atomkern]]e aufbrechen würden, wenn sie auf diese träfen. Hinweise darauf, dass das Universum weniger [[Lithium]] als erwartet enthält, könnten hierdurch erklärt werden.

== Weblinks ==
* [https://pdg.lbl.gov/2004/listings/s030.pdf Übersichtsartikel zur WIMP-Suche] – Particle Data Group (englisch; PDF; 124 KiB)
* Timothy J. Sumner, [http://www.livingreviews.org/lrr-2002-4 Experimental Searches for Dark Matter] in [[Living Reviews in Relativity]], Vol 5, 2002 (englisch)
* [http://www.cern.ch/cast CAST-Experiment am CERN]
* [http://edelweiss.in2p3.fr/ EDELWEISS-Experiment]
* [https://www.cresst.de/ CRESST]
* [http://www.drillingsraum.de/dunklematerie/dunkle_materie_2.html Was sind WIMP's?] – Interview mit Prof. Dr. Josef Jochum von der Uni Tübingen

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Kosmologie (Physik)|Wimp]]
[[Kategorie:Hypothetisches Teilchen|Wimp]]

WIMP - Versionsgeschichte

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