NumicornNumicornLernen, lösen, weiterkommen

Dunkle Materie und Teilchenkandidaten verstehen

Dunkle Materie wird durch ihre gravitative Wirkung auf Galaxien, Galaxienhaufen, Licht und kosmische Strukturen erschlossen. Ihre mikroskopische Natur ist jedoch noch nicht eindeutig bestimmt.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 11–12 und verbinden Halo-Modelle, WIMPs, Axionen, sterile Neutrinos, direkte Rückstoßdetektoren, indirekte Gamma- und Neutrinosuchen, Beschleuniger und Statistik.

So löst du Aufgaben zur dunklen Materie

  1. Bestimme gravitative Evidenz, Teilchenkandidat, Dichte, Geschwindigkeit und Wechselwirkung.
  2. Unterscheide direkten Nachweis, indirekte Suche, Beschleuniger und Linseneffekt.
  3. Prüfe Rate, Energie, Masse, Hintergrund und Einheiten.
  4. Bewerte Ausschlusslimits, Signifikanz, alternative Quellen und mehrere unabhängige Daten gemeinsam.

Test auswählen

10 Tests
1. Test2. Test3. Test4. Test5. Test6. Test7. Test8. Test9. Test10. Test

6. Test

Dunkle Materie online üben

Test 6 zu dunkler Materie, WIMPs, Axionen, Halo-Modellen, Detektoren und Statistik mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Masse, Rate, Dichte, Energie, Hintergrund und Einheiten.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein Detektor registriert 12 Kandidatenereignisse in 3 Jahren. Wie groß ist die mittlere Rate pro Jahr?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 4 Ereignisse pro Jahr.

  1. Skala und Methode bestimmen: Ordne die Aufgabe gravitative Evidenz, Teilchenkandidat, direkten Nachweis, indirekte Suche oder Statistik zu.
  2. Physikalischen Zusammenhang anwenden: 12 / 3 = 4 Ereignisse pro Jahr.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 4 Ereignisse pro Jahr. Prüfe Masse, Dichte, Rate, Energie, Hintergrund und Einheiten.

12 / 3 = 4 Ereignisse pro Jahr.

2. FrageMultiple Choice

Ein Atomkern erhält durch einen möglichen Rückstoß 6 keV. Wie viel ist das in eV?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: 6 000 eV.

  1. Skala und Methode bestimmen: Ordne die Aufgabe gravitative Evidenz, Teilchenkandidat, direkten Nachweis, indirekte Suche oder Statistik zu.
  2. Physikalischen Zusammenhang anwenden: 1 keV entspricht 1 000 eV; 6 keV sind daher 6 000 eV.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 6 000 eV. Prüfe Masse, Dichte, Rate, Energie, Hintergrund und Einheiten.

1 keV entspricht 1 000 eV; 6 keV sind daher 6 000 eV.

3. FrageMultiple Choice

Die erwartete Signalrate eines Experiments sinkt durch eine Abschirmung um 90 Prozent. Wie viel bleibt relativ übrig?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: 10 Prozent.

  1. Skala und Methode bestimmen: Ordne die Aufgabe gravitative Evidenz, Teilchenkandidat, direkten Nachweis, indirekte Suche oder Statistik zu.
  2. Physikalischen Zusammenhang anwenden: Wenn 90 Prozent entfernt werden, bleiben 100 Prozent - 90 Prozent = 10 Prozent.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 10 Prozent. Prüfe Masse, Dichte, Rate, Energie, Hintergrund und Einheiten.

Wenn 90 Prozent entfernt werden, bleiben 100 Prozent - 90 Prozent = 10 Prozent.

4. FrageMultiple Choice

Ein Halo-Modell besitzt eine Dichte von 0,3 GeV/cm³. Wie groß ist die Dichte bei einem Modellwert von 0,6 GeV/cm³ relativ zum ersten?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Doppelt so groß.

  1. Skala und Methode bestimmen: Ordne die Aufgabe gravitative Evidenz, Teilchenkandidat, direkten Nachweis, indirekte Suche oder Statistik zu.
  2. Physikalischen Zusammenhang anwenden: 0,6 / 0,3 = 2. Das zweite Modell besitzt den doppelten Dichtewert.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Doppelt so groß. Prüfe Masse, Dichte, Rate, Energie, Hintergrund und Einheiten.

0,6 / 0,3 = 2. Das zweite Modell besitzt den doppelten Dichtewert.

5. FrageMultiple Choice

Bei einer Kollision fehlen 250 GeV transversale Energie. Was beschreibt dieser Wert?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Die Größe der nicht direkt im Detektor bilanzierten transversalen Energie.

  1. Skala und Methode bestimmen: Ordne die Aufgabe gravitative Evidenz, Teilchenkandidat, direkten Nachweis, indirekte Suche oder Statistik zu.
  2. Physikalischen Zusammenhang anwenden: Unsichtbare Teilchen können Energie und Impuls aus dem sichtbaren Endzustand tragen; 250 GeV quantifiziert die Diskrepanz.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Größe der nicht direkt im Detektor bilanzierten transversalen Energie. Prüfe Masse, Dichte, Rate, Energie, Hintergrund und Einheiten.

Unsichtbare Teilchen können Energie und Impuls aus dem sichtbaren Endzustand tragen; 250 GeV quantifiziert die Diskrepanz.

Vorheriger TestNächster Test

Dunkle Materie FAQ

Was ist dunkle Materie?

Eine gravitative Massenkomponente, die kaum elektromagnetische Strahlung aussendet und aus mehreren kosmischen Beobachtungen erschlossen wird.

Was sind WIMPs und Axionen?

WIMPs sind hypothetische schwach wechselwirkende massive Teilchen; Axionen sind sehr leichte hypothetische Teilchen und mögliche Kandidaten.

Wie wird dunkle Materie gesucht?

Mit gravitativen Beobachtungen, direkten Rückstoßdetektoren, indirekten Gamma- oder Neutrinosuchen und Teilchenbeschleunigern.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine Erklärung und drei nachvollziehbare Lösungsschritte.