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Antimaterie: Forscher untersuchen Lichtspektrum von Antiwasserstoff

Die Symmetrie bleibt gewahrt: Antiwasserstoff zeigt die gleichen optischen Eigenschaften wie Wasserstoff. Das haben Cern-Forscher nachgewiesen und damit Vorhersagen des Standardmodells bestätigt.

Artikel veröffentlicht am ,
Alpha-Instrument des Cern: Antiwasserstoff in Magnetfalle eingefangen
Alpha-Instrument des Cern: Antiwasserstoff in Magnetfalle eingefangen (Bild: Maximilien Brice/Cern)

Forscher am europäischen Kernforschungszentrum Cern haben das optische Spektrum von Antiwasserstoff untersucht. Es ist das erste Mal, dass das gelungen ist. Das Ergebnis bestätigt die Symmetrie von Materie und Antimaterie.

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Die Forscher vom Alpha-Experiment des Cern erzeugten zunächst Antiwasserstoffatome aus einem Antiproton und einem positiv geladenen Positron. Die Antiwasserstoffatome fingen sie dann in einer Magnetfalle, damit sie nicht mit Materie interagieren und zerfallen konnten.

Antiwasserstoffatome wurden per Laser angeregt

Dann regten sie die Antiwasserstoffatome mit einem Laser an. Die Teilchen gingen vom Grundzustand S1 in den metastabilen Zustand S2 über. Wasserstoff zeigt bei diesem Übergang eine bestimmte Spektrallinie. Der Antiwasserstoff zeigte beim Übergang das gleiche Wellenmuster.

Das bedeutet, Wasserstoff und Antiwasserstoff sind symmetrisch, wie es das Standardmodell der Physik erfordert. Das Charge-Parity-Time-Theorem (CTP) sagt aus, dass es zu unserer Welt der Materie ein Gegenstück aus Antimaterie gibt: Die Teilchen sind umgekehrt geladen. Die räumliche Ausrichtung ist anders herum - rechts ist also links -, ebenso wie bei der Zeit: Ihr Fluss ist umgekehrt.

Eine geringe Unsicherheit bleibt

Dementsprechend müssen Materie und Antimaterie die gleichen physikalischen Eigenschaften haben. Vor einigen Jahren etwa haben Cern-Forscher nachgewiesen, dass Wasserstoff und Antiwasserstoff die identische Masse haben. Die spektroskopischen Untersuchungen der Alpha-Forscher bestätigten ebenfalls die Symmetrie - wobei noch eine sehr geringe Unsicherheit bleibe, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Nature.

Eine vollständige Symmetrie von Materie und Antimaterie gibt es aber offensichtlich dennoch nicht: "Das Standardmodell sagt voraus, dass es nach dem Urknall die gleichen Mengen an Materie und Antimaterie gegeben haben muss. Aber das heutige Universum besteht offensichtlich fast ausschließlich aus normaler Materie", schreiben die Forscher. Ein Ziel der Vergleiche von Wasserstoff und Antiwasserstoff ist, die Abweichung in der Symmetrie zu finden.

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Agent.Orange 23. Feb 2017

Eine turbulente Anregung für eine Physik, die unsere bekannte herkömmliche Physik...

FreiGeistler 21. Dez 2016

Soweit ich weiss, verformt Materie (=Energie) die Raumzeit, erzeugt also Zeitfluss. Raum...

jb (Golem.de) 21. Dez 2016

Ja, vollkommen richtig. Ist geändert, danke für den Hinweis.

MatheAss 20. Dez 2016

Hallo Forum! Ich habe bezüglich dieser an sich schon länger bekannten Diskrepanz...


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