Physik: Licht soll Materie erschaffen

Britische Physiker haben eine Möglichkeit ersonnen, um Materie aus Licht zu erschaffen. Theoretisch vorhergesagt wurde das bereits 1943, ein experimenteller Nachweis steht aber noch aus.

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Gammablitz (Symbolbild): Prozess wie 100 Sekunden nach dem Urknall
Gammablitz (Symbolbild): Prozess wie 100 Sekunden nach dem Urknall (Bild: Nasa)

Britische Wissenschaftler haben eine Methode erdacht, wie zwei Photonen zu einem Elektronen-Positronen-Paar kollidieren können. Aus zwei masselosen Lichtteilchen könnten so zwei Teilchen mit Masse werden, also Materie. Ein solches Experiment lasse sich mit vorhandener Technik ausführen, erklären die Forscher.

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Photon-Photon-Collider nennen die Forscher vom Imperial College in London um Oliver Pike den Aufbau, mit dem sie aus Licht Materie erzeugen wollen. Sie beschreiben ihn in der Fachzeitschrift Nature Photonics.

Elektronenstrahl auf Goldplatte

Das Experiment soll in zwei Schritten durchgeführt werden: Im ersten beschleunigt ein Laser Elektronen fast bis auf Lichtgeschwindigkeit. Der Elektronenstrahl wird auf eine Goldplatte gelenkt, wodurch ein Photonenstrahl erzeugt wird, der eine Milliarde Mal mehr Energie hat als sichtbares Licht.

Danach wird ein Hohlkörper aus Gold mit einem Laser aufgeheizt. Dadurch entsteht darin elektromangetisches Strahlungsfeld. In dieses Photonenfeld wird der Photonenstrahl gerichtet. Kollidieren Photonen aus Strahl und Feld, entsteht jeweils ein Paar aus Elektron und Positron. Diese sollen sich mit Detektoren nachweisen lassen, wenn sie die Vakuumkammer verlassen.

Theorie aus dem Jahr 1934

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Das Experiment ahme einen Prozess nach, der in den ersten 100 Sekunden nach dem Urknall ablief und der zudem in einem Gammablitz vorkommt. 1934 hatten die beiden US-Physiker Gregory Breit und John Wheeler erklärt, dass es möglich sei, aus Licht Materie zu erzeugen: Sie stellten eine Gleichung auf, nach der aus der Kollision von zwei Photonen ein Elektron und ein Positron entstehen.

Die beiden hätten allerdings nicht geglaubt, dass es möglich sein werde, das experimentell nachzuweisen, sagt Steve Rose, Physiker am Imperial College. "Heute, 80 Jahre später, haben wir sie widerlegt. Was uns überrascht hat, war die Entdeckung, dass wir Materie aus Licht mit Technik schaffen können, die heute in Großbritannien zur Verfügung steht." Da die Gruppe aus theoretischen Physikern bestehe, könne sie das Experiment nicht selbst durchführen. Sie führten aber bereits Gespräche, um den experimentellen Nachweis der Breit-Wheeler-Theorie erbringen zu können.

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ThadMiller 23. Mai 2014

Ihr kennt euch ja gut aus mit dem Thema... ;)

Slurpee 21. Mai 2014

Na dann erleuchte uns mal, wie ist das Universum entstanden?

peterkleibert 21. Mai 2014

Danke nochmals an M. und fprefect. Das war genau der Punkt.

RobertFr 20. Mai 2014

Ja, das Gleiche wollte ich auch gerade posten. Das klingt als würden sich theoretische...



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