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Martin Holland 390

CERN: Erstmals Spektrum von Antimaterie analysiert

Antimaterie

Am ALPHA wurde erstmals das Spektrum von Anti-Wasserstoff analysiert.

Bild: Maximilien Brice,CERN

Teilchenforscher haben an einem Experiment in Genf erstmals die Spektrallinie von Antiwasserstoff aufgezeichnet und mit der von Wasserstoff verglichen. Wie im Standardmodell der Teilchenphysik postuliert, stimmen beide überein.

Am Kernforschungszentrum CERN in Genf haben Wissenschaftler erstmals das optische Spektrum eines Antimaterie-Atoms analysiert. Innerhalb der experimentellen Beschränkungen habe man in der Spektrallinie von Antiwasserstoff keine Unterschiede zu der von Wasserstoff gefunden – ganz so, wie es das Standardmodell der Teilchenphysik vorhergesagt habe.

In Zukunft soll die Messgenauigkeit des Experiments ALPHA am Antiproton Decelerator des CERN erhöht werden, denn damit habe man nun ein "außergewöhnliches neues Werkzeug", um zu ermitteln, ob sich Antimaterie anders verhalte als Materie. Auch das Standardmodell könne damit auf seine Standfestigkeit überprüft werden.

Schwierige Experimente

Antimaterie setzt sich aus Positronen, Antiprotonen und Antineutronen zusammen und kommt in der Natur nicht vor, da sich diese Anti-Teilchen und ihre Gegenstücke beim Kontakt zerstören. Masse, Lebensdauer und Spin der Anti-Teilchen entsprechen denen der jeweils zugehörigen Teilchen, aber elektrische Ladung, magnetisches Moment und alle "ladungsartigen" Quantenzahlen sind umgekehrt.

Lediglich in aufwendigen Experimenten kann Antimaterie erzeugt, gefangen und untersucht werden. Das sei bei Antiprotonen und Positronen einfach, weil diese geladen sind, erklärt Jeffrey Hangst, der Sprecher von ALPHA. Aber wenn man diese Antiteilchen kombiniere, entstehe Antiwasserstoff, der elektrisch neutral und deswegen deutlich schwerer zu kontrollieren ist. Bei ALPHA nutze man deswegen den Umstand, dass Antiwasserstoff etwas magnetisch ist, um ihn zu fangen und zu untersuchen.

Ungleichgewicht

Im Antiproton Decelerator wurde für das Experiment ein Plasma aus 90.000 Antiprotonen mit Positronen gemischt, um letztlich rund 25.000 Antiwasserstoff-Atome zu erschaffen. Davon konnten pro Versuch etwa 14 eingefangen und mit einem Laser einer exakt eingestellten Frequenz bestrahlt werden.

So habe man die Spektrallinie gemessen und die Vorhersagen des Standardmodells bestätigen können. Das sei das Resultat von 20 Jahren Arbeit an den Antimaterie-Experimenten des CERN, deren Ziel unter anderem eine Erklärung für das Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie im Universum ist. (mho)

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