Auf der Suche nach der Dunklen Materie

Die gravitative Wechselwirkung – also das, was unser Universum buchstäblich zusammenhält – zeigt, dass es eine Unmenge an nicht sichtbarer Masse geben muss, die für den Zusammenhalt unter den Himmelskörpern sorgt. Forscher sind seit den 1930er Jahren auf der Jagd nach ihr, unter anderem durch sogenannte Untergrundexperimente, die an Orten stattfinden, die bestmöglich gegen störende kosmische Strahlung abgeschirmt sind, also tief unter der Erde. Und hier kommt die KNF Gaspumpe ins Spiel.

Nördlich von Rom, zwei Kilometer unter dem Berg Gran Sasso, forscht ein internationales Konsortium namens XENON100 unter Leitung der Columbia University in New York. Es ist eines der größten Forschungsprojekte weltweit, wobei das Edelgas Xenon eine wichtige Rolle spielt. Tief unter dem Apennin arbeiten leistungsstarke KNF Pumpen als Teil des Reinigungssystems, das das Gas von anderen Elementen säubert, ehe es dem System zugeführt wird. Dies erfordert hundertprozentige Dichtigkeit bei einer Temperatur von minus 100 Grad Celsius. Wenn fremde Teilchen mit Xenon-Atomen zusammenstoßen, leuchten sie auf. Dies kann mit hochempfindlichen Sensoren sowohl im flüssigen als auch im gasförmigen Xenon gemessen werden. So können die Forscher bestimmen, ob sogenannte „WIMPs“ (Weakly Interacting Massive Particles) – also die Dunkle Materie – mit dem Xenon interagiert.

Um dieses Zusammentreffen zu ermöglichen, wird der Xenon-Behälter immer wieder vergrößert, denn mehr Xenon bedeutet mehr mögliche Treffer. Die aktuelle Vergrößerung des Behälters von ca. 50 kg auf eine Tonne Xenon stellt KNF vor eine echte Herausforderung. Es war bereits die Pumpe mit der stärksten Förderleistung in Betrieb, die im Werk Freiburg-Munzingen speziell für das Projekt angepasst worden war. Für eine größere Förderleistung des Reinigungssystems müssen also mehr Pumpen ans Werk, und diese müssen anpassungsfähig sein, da sich das Konzept des Forschungsprogrammes ständig weiterentwickelt.

KNF Firmen aus Deutschland, USA, Italien und von anderen Standorten arbeiten mit den Forschern zusammen, um die benötigten Pumpen zu modifizieren und gegebenenfalls Anpassungen schnell durchzuführen. Diese schnelle Reaktion von KNF ist erforderlich, damit Projektfristen eingehalten und so wichtige Finanzierungen gesichert werden können.