Antimaterie

Forschende am CERN erzeugen erstmals Antimaterie-Strahl

Blick auf die Experimentsanordnung.

Blick auf die Experimentsanordnung.

Erstmals ist es Forschenden am Teilchenforschungszentrum CERN bei Genf gelungen, einen Strahl von Antiwasserstoff zu erzeugen. Dies berichtet die ASACUSA-Kollaboration im Fachjournal «Nature Communications». Dies sei ein weiterer Schritt, um die Eigenschaften der Antimaterie zu erforschen.

Die Forscher konnten belegen, dass sie 80 Antiwasserstoff-Atome 2,7 Meter hinter ihrem Entstehungsort zweifelsfrei nachgewiesen haben. Dort ist der störende Einfluss der starken Magnetfelder, die zu ihrer Produktion nötig sind, klein, wie das CERN in einer Mitteilung schrieb.

Die ursprüngliche Antimaterie, die bei der Entstehung des Universums entstanden sein muss, sei noch niemals nachgewiesen worden, hiess es weiter. Ihr Fehlen sei eines der grossen Mysterien der Wissenschaft. Doch können am CERN bedeutsame Mengen von Antiwasserstoff künstlich erzeugt werden, indem Antielektronen (Positronen) mit Antiprotonen bei tiefer Energie gemischt werden.

Materie und Antimaterie löschen sich gegenseitig aus, wenn sie aufeinandertreffen. Deshalb ist es eine der Herausforderungen, die erzeugten Antiatome von anderer Materie fernzuhalten. Dazu nutzen die Forscher die magnetischen Eigenschaften von Antiwasserstoff, die denen von Wasserstoff gleichen, und halten sie in starken Magnetfeldern lange genug fest, um sie untersuchen zu können.

Die Magnetfelder verschlechtern jedoch die zu messenden Eigenschaften der Antiatome. Deshalb hat die ASACUSA-Kollaboration einen Weg entwickelt, um die Antiatome vom starken Magnetfeld wegzubringen, wo sie dann im Flug untersucht werden können.

Eigenschaften messen

Die Resultate seien vielversprechend, um Antiwasserstoff-Atome mit hoher Präzision zu vermessen, schrieb das CERN. Insbesondere die Messung ihrer sogenannten Hyperfeinstruktur verspreche die genauesten Tests der Materie-Antimaterie-Symmetrie. Nun wollen die Forscher die Intensität und Bewegungsenergie der Antiatome für präzisere Messungen optimieren.

Das CERN hat in den letzten Jahren etliche Fortschritte bei der Antimaterie-Forschung erzielt. So ist es 2011 erstmals gelungen, Antiwasserstoffatome für mehrere Minuten einzufangen. Im letzten Jahr berichtete das ATRAP-Experiment davon, das magnetische Moment des Antiwasserstoffs erstmals gemessen zu haben.

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