{"id":720491,"date":"2026-01-15T15:16:14","date_gmt":"2026-01-15T15:16:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/720491\/"},"modified":"2026-01-15T15:16:14","modified_gmt":"2026-01-15T15:16:14","slug":"wenn-man-etwas-findet-waere-das-neue-physik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/720491\/","title":{"rendered":"\u201eWenn man etwas findet, w\u00e4re das neue Physik!\u201c"},"content":{"rendered":"

Welt der Physik:\u00a0Frau Domcke, am 18.\u00a0November\u00a02025 haben LIGO, Virgo und KAGRA ihren vierten Gravitationswellenkatalog mit hunderten neuen Ereignissen vorgestellt\u00a0\u2013 zehn Jahre, nachdem LIGO die erste Gravitationswelle<\/a> beobachtet hat. Was enth\u00e4lt dieser Katalog?<\/strong><\/p>\n

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\"Portr\u00e4t<\/p>\n

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Valerie Domcke: Das Paradebeispiel f\u00fcr ein Gravitationswellenereignis sind eng umeinander kreisende und miteinander verschmelzende Schwarze L\u00f6cher<\/a>. Die meisten der gemessenen Ereignisse fallen in diese Kategorie. Bei so einer Verschmelzung sind sehr gro\u00dfe Massendichten und Geschwindigkeiten im Spiel. Da gibt es eine starke Emission von Gravitationswellen, also Verzerrungen in der Raumzeit, die sich dann ausbreiten. Durch den Nachweis dieser Wellen haben wir in den letzten zehn Jahren sehr viel \u00fcber Schwarze L\u00f6cher gelernt\u00a0\u2013 etwa \u00fcber ihre Massen, Drehgeschwindigkeiten und so weiter.<\/p>\n

Sie hingegen wollen Gravitationswellen f\u00fcr ganz andere Zwecke einsetzen, nicht wahr?<\/strong><\/p>\n

Ja, denn Gravitationswellen k\u00f6nnten noch viel mehr Informationen \u00fcbermitteln\u00a0\u2013 man kann theoretisch mit ihnen zum Beispiel das ganz fr\u00fche Universum untersuchen. Kurz nach dem Urknall war der ganze Raum f\u00fcr Licht und andere elektromagnetische Strahlung undurchsichtig, denn er war gef\u00fcllt mit geladenen Teilchen. Gravitationswellen konnten aber diese Ursuppe durchqueren. Sie liefern uns deshalb m\u00f6glicherweise Informationen \u00fcber diese Phase des Universums, die wir mit anderen Methoden nie bekommen k\u00f6nnten.<\/p>\n

Wie entstanden denn in der Ursuppe \u00fcberhaupt Gravitationswellen?<\/strong><\/p>\n

Jedenfalls nicht durch verschmelzende Schwarze L\u00f6cher! Vieles ist noch theoretisch, aber man geht davon aus, dass Gravitationswellen auch bei Prozessen entstehen, die zum Beispiel in Modellen der Teilchenphysik eine Rolle spielen.<\/p>\n

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\"Die<\/p>\n

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\n Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute\n <\/p>\n

K\u00f6nnen Sie ein konkretes Beispiel nennen?<\/strong><\/p>\n

Ein Beispiel sind die sogenannten Phasen\u00fcberg\u00e4nge. Wir wissen, dass es im fr\u00fchen Universum Momente gab, in denen sich die fundamentalen Kr\u00e4fte, die wir heute in der Natur beobachten, aus noch allgemeineren Kr\u00e4ften entwickelt haben. Der sogenannte QCD-Phasen\u00fcbergang ist so ein Beispiel, der sich auf den Zustand der Materie auswirkte:\u00a0Er markiert den Moment, an dem sich zum ersten Mal unter anderem Protonen<\/a> und Neutronen aus freien Quarks formten. Protonen und Neutronen sind die Teilchen, die unsere Atomkerne bilden, und Quarks existieren seither nicht mehr in einem freien Zustand. Solche Phasen\u00fcberg\u00e4nge sollten theoretisch unter bestimmten Umst\u00e4nden auch Gravitationswellen verursachen.<\/p>\n

Warum bringt ein solcher \u00dcbergang die Raumzeit zum \u201eZittern\u201c?<\/strong><\/p>\n

Weil dabei sehr viel Energie im Spiel ist. Nehmen Sie zur Verdeutlichung einen Phasen\u00fcbergang, den wir aus dem Alltag gut kennen:\u00a0der \u00dcbergang von fl\u00fcssig zu gasf\u00f6rmig. Wer einen Wasserkocher hat, wei\u00df, dass das nicht still und heimlich passiert. Da entstehen Blasen, der ganze Prozess ist chaotisch und asymmetrisch. Etwas vereinfachend kann man sich Phasen\u00fcberg\u00e4nge im Universum als Zeitpunkte vorstellen, an dem \u201ealles\u201c gekocht hat. Auch dabei entstanden Blasen, in denen sich ein Teil des Universums bereits in der neuen Phase befand. Wie im Wasserkocher dehnten sich diese Blasen aus und kollidierten miteinander\u00a0\u2013 und erzeugten Gravitationswellen, die bis heute den Kosmos durchlaufen.<\/p>\n

Und nach denen suchen Sie?<\/strong><\/p>\n

Ja\u00a0\u2013 aber nicht mit Detektoren wie LIGO. Die Prozesse im fr\u00fchen Kosmos sollten Gravitationswellen mit Frequenzen von Megahertz bis etwa 100\u00a0Gigahertz ausgesendet haben. Das ist deutlich h\u00f6her als bei verschmelzenden Schwarzen L\u00f6chern. Dort gilt:\u00a0je massereicher das Objekt, desto kleiner die Frequenz. LIGO misst zwar auch das Verschmelzen von leichteren Neutronensternen, die entsprechend h\u00f6here Frequenzen emittieren, aber selbst da reicht das Spektrum nur bis zu einigen zehn Kilohertz, also etwa einen Faktor\u00a0100 geringer. Gehen wir hingegen zu Gravitationswellen aus dem fr\u00fchen Universum, dann bedeutet eine h\u00f6here Frequenz, dass sie aus einer fr\u00fcheren Zeit im jungen Universum stammen.<\/p>\n

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\"Luftaufnahme<\/p>\n

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LIGO, Virgo und KAGRA suchen nach winzigen L\u00e4ngen\u00e4nderungen ihrer kilometerlangen Lasermessstrecken, die von durchlaufenden Gravitationswellen erzeugt werden. Funktioniert das auch mit hochfrequenten Wellen?<\/strong><\/p>\n

Nein, deshalb haben wir eine neue Idee f\u00fcr einen Gravitationswellendetektor entwickelt. Er basiert auf einem sogenannten Haloskop:\u00a0Das ist ein Ger\u00e4t, das nach Teilchen der Dunklen Materie<\/a> sucht, den hypothetischen Axionen. Die sollten, wenn es sie denn gibt, im angrenzenden Raum um die Galaxie, dem sogenannten Halo, vorkommen und somit auch auf der Erde, daher der Name. Ein Axionen-Haloskop nutzt ein Magnetfeld, um Dunkle-Materie-Teilchen in elektromagnetische Strahlung umzuwandeln. Anschlie\u00dfend misst es diese Strahlung.<\/p>\n

Solche Haloskope existieren bereits?<\/strong><\/p>\n

Sie werden seit ein paar Jahren routinem\u00e4\u00dfig f\u00fcr die Suche nach Dunkle-Materie-Teilchen eingesetzt. Wir wollen mit ihnen nun nach hochfrequenten Gravitationswellen suchen, denn auch Gravitationswellen sollten in dem Magnetfeld elektromagnetische Strahlung erzeugen.<\/p>\n

Das klingt fast zu einfach:\u00a0Gravitationswellen, die elektromagnetische Strahlung ausl\u00f6sen \u2013 also im Prinzip Licht?<\/strong><\/p>\n

Das ist etablierte Physik! Die urspr\u00fcngliche Idee hat der russische Physiker Mikhail Gertsenshtein schon 1961 formuliert. Bis in die 1980er-Jahre haben Leute auch versucht, sie in Gravitationswellendetektoren umzusetzen. Man ist damals zu dem Schluss gekommen, dass man die n\u00f6tige Sensitivit\u00e4t nicht erreichen k\u00f6nne. Seitdem hat sich aber viel getan:\u00a0So existieren jetzt M\u00f6glichkeiten, extrem kleine elektromagnetische Signale zu messen, bis hinunter zu einzelnen Photonen, also Lichtteilchen. Und eben diese Technologie wird bereits eingesetzt, als Dunkle-Materie-Detektor. Damit wurde Gertsenshteins Idee wiederentdeckt.<\/p>\n

Haben Sie schon nach Gravitationswellen in den Daten eines Haloskops gesucht?<\/strong><\/p>\n

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\"Runde<\/p>\n

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Leider kann man die Daten der Dunkle-Materie-Suche nicht wiederverwerten. Jedes potentielle Gravitationswellensignal s\u00e4he n\u00e4mlich wie ein st\u00f6render Hintergrund aus und wird dementsprechend gel\u00f6scht. Aber wir haben ein Haloskop etwa zehn Tage speziell nach Gravitationswellen suchen lassen. Ein Gravitationswellensignal haben wir nicht gefunden\u00a0\u2013 aber das haben wir auch erwartet, denn uns war klar, dass unsere Empfindlichkeit noch nicht ausreicht. Wir konnten aber beispielsweise St\u00f6rsignale messen, die sehr gut mit unserer Erwartung an die Performance des Detektors \u00fcbereinstimmten. So lie\u00df sich best\u00e4tigen, dass es im Umkreis von 50\u00a0Kilometern vom Labor kein Schwarzes Loch mit einer Masse von einer Hundertstel Sonnenmassen gibt. Das h\u00e4tten wir auch sonst gewusst, aber alles zusammen bedeutet eben, dass unser nur zehn Zentimeter kleiner Prototyp funktioniert!<\/p>\n

Was fehlt noch, um eine hochfrequente Gravitationswelle nachweisen zu k\u00f6nnen?<\/strong><\/p>\n

Wir m\u00fcssen den Detektor vor allem gr\u00f6\u00dfer machen und das Magnetfeld verst\u00e4rken. Momentan planen wir, Haloskope zu verwenden, die f\u00fcr die Dunkle-Materie-Suche eingesetzt werden. Die werden immer besser. Bis man aber Gravitationswellen aus dem fr\u00fchen Universum beobachten kann, muss die Messgenauigkeit der Detektoren noch mindestens um den Faktor eine Million besser werden. Das ist noch ein weiter Weg!<\/p>\n

Und wenn Sie stattdessen einen Detektor speziell f\u00fcr die Gravitationswellen entwickeln?<\/strong><\/p>\n

Es gibt solche Pl\u00e4ne. Eine vielversprechende Idee basiert auf den sogenannten \u201eWeber bars\u201c. Das sind zylinderf\u00f6rmige Resonanzdetektoren, die Joseph Weber\u00a0\u2013 einer der Pioniere der Gravitationswellendetektoren\u00a0\u2013 ebenfalls in den 1960er-Jahren entwickelt hat. Webers Idee war, dass eine Gravitationswelle solch einen Metallzylinder zu Schwingungen anregt, die man dann messen kann. Solche mechanischen Schwingungen stellten sich allerdings als viel zu klein heraus, weswegen man zu Lasersystemen wie LIGO \u00fcbergegangen ist. Wenn man den Zylinder aber aus einem supraleitenden Magneten baut, dann beeinflussen die Schwingungen das Magnetfeld. Und schwingende Magnetfelder k\u00f6nnen wir um Gr\u00f6\u00dfenordnungen genauer messen als mechanische Schwingungen. Mit einem solchen Detektor k\u00e4men wir deutlich n\u00e4her an die Sensitivit\u00e4t, die wir erreichen wollen, aber da m\u00fcssen wir alles selber machen! Trotzdem \u00fcberlegen wir zurzeit, wie man einen Prototyp bauen und testen kann.<\/p>\n

LIGO war rund ein halbes Jahrhundert in der Entwicklung. Glauben Sie, dass es mit den hochfrequenten Gravitationswellen schneller gehen wird?<\/strong><\/p>\n

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\"Ineinander<\/p>\n

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\n Simulierte Gravitationswellen\n <\/p>\n

Ich denke, in f\u00fcnf bis zehn Jahren werden wir entweder wissen, was wir bauen m\u00fcssen, um an unser Ziel zu kommen, oder einen Grund gefunden haben, warum es konzeptionell nicht geht. Momentan kann ich das nicht absch\u00e4tzen, denn noch haben wir kein solches Limit gefunden. Aber die Motivation ist da! Bis zur ersten Detektion durch LIGO wusste man noch nicht einmal sicher, ob man Gravitationswellen registrieren kann. Man ist nur theoretisch davon ausgegangen, dass es sie gibt \u2013 denn Schwarze L\u00f6cher kannte man ja schon. Hochfrequente Gravitationswellen schienen dagegen regelrecht exotisch. Das hat sich inzwischen v\u00f6llig ge\u00e4ndert. Wir wissen jetzt, dass wir Gravitationswellen nutzen k\u00f6nnen, um interessante Fragen \u00fcber das Universum zu beantworten. Speziell bei hochfrequenten Wellen muss man sich nicht einmal mit gro\u00dfen Hintergrundsignalen herumschlagen, weil es im fr\u00fchen Universum ja noch gar keine astrophysikalischen Objekte gab, die Gravitationswellen erzeugen konnten. Wenn man dort etwas findet, w\u00e4re das neue Physik!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Welt der Physik:\u00a0Frau Domcke, am 18.\u00a0November\u00a02025 haben LIGO, Virgo und KAGRA ihren vierten Gravitationswellenkatalog mit hunderten neuen Ereignissen…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":720492,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[135],"tags":[148064,29,31523,165795,30,165790,49320,111272,165799,165797,165798,162028,165794,165793,165791,165796,57112,190,189,194,191,596,165792,193,192],"class_list":{"0":"post-720491","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-wissenschaft-technik","8":"tag-cern","9":"tag-deutschland","10":"tag-dunkle-materie","11":"tag-fruehes-universum","12":"tag-germany","13":"tag-gravitation","14":"tag-gravitationswelle","15":"tag-gravitationswellen","16":"tag-gravitationswellen-detektor","17":"tag-gravitationswellenastronomie","18":"tag-gravitationswellendetektor","19":"tag-halo","20":"tag-haloskop","21":"tag-kagra","22":"tag-ligo","23":"tag-quark-gluon-plasma","24":"tag-schwarzes-loch","25":"tag-science","26":"tag-science-technology","27":"tag-technik","28":"tag-technology","29":"tag-urknall","30":"tag-virgo","31":"tag-wissenschaft","32":"tag-wissenschaft-technik"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@de\/115899779449616183","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/720491","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=720491"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/720491\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/720492"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=720491"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=720491"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=720491"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}