85 Prozent des Massegehalts des Universums macht die sogenannte Dunkle Materie aus. "Dunkel" nennen sie die Forscher, weil man nichts von ihr bemerkt – außer ihrer Gravitation. Die allerdings kann man ziemlich gut nachweisen. Ohne Dunkle Materie würden sich Galaxien anders bewegen, als sie es nachweislich tun, und das Universum hätte eine andere Struktur. Die Physiker brauchen die Dumkle materie also, um den Kosmos zu erklären. Zu dumm, dass sie immer noch nicht wissen, woraus sie denn besteht. Kandidaten für sie gibt es durchaus: MACHOs (massive kompakte Haloobjekte) etwa, WIMPs (schwach wechselwirkende massive Teilchen) und sogar unsichtbare schwarze Löcher aus…

Schon seit einiger Zeit denken Physiker über ein Elementarteilchen nach, das sehr wenig Masse, keine elektrische Ladung und keinen Spin (quantenphysikalischen Drehimpuls) besitzt. Es würde mit anderen Teilchen wegen dieser Eigenschaften sehr wenig interagieren und wäre deshalb ein guter Kandidat für die Dunkle Materie, die sich genau dadurch auszeichnet. Aber das Axion wird auch in der Physik gebraucht, weil im Neutron, einem neutralen Kernteilchen, die Ladung der Quarks, aus denen es sich zusammensetzt, so perfekt verteilt ist, dass dem Neutron nach außen hin gar nicht anzumerken ist, dass in seinem inneren sich ausgleichende Ladungen stecken. Physikalisch ausgedrückt: Das Neutron…

Das Neutron ist, das sagt schon sein Name, elektrisch neutral. Aber trotzdem enthält es elektrische Ladungen. Es ist nämlich aus einem Up-Quark (Ladung: 2/3 der Elektronenladung e) und zwei Down-Quarks (Ladung: -1/3 e) aufgebaut. In der Summe ergeben 2/3+2*(-1/3) genau 0. Doch das Neutron ist nicht punktförmig. Es besitzt einen Durchmesser von immerhin 1,7 *10-15 Metern, und wenn sich drei Komponenten auf eine gewisse Distanz verteilen müssen, müsste aus der Nähe trotz einer Nullsumme bei der Ladung noch eine gewisse Wirkung zu spüren sein. Aus der Theorie lässt sich denn auch berechnen, dass das Neutron ein elektrisches Dipolmoment von 10-16…