Anzeige
Anzeige
MIT Technology Review News

Antimaterie am Cern: Warum Physiker mit einem Lastwagen voller Teilchen durch die Gegend fahren

Bei zwei neuen Experimenten am Kernforschungszentrum Cern steht die Antimaterie im Fokus. Die rätselhaften Anti-Teilchen sollen näher untersucht werden. Doch dafür muss einiger Aufwand betrieben werden.

Von Wolfgang Stieler
2 Min.
Artikel merken
Anzeige
Anzeige

In der Verfilmung des Thrillers „Illuminati“ von Dan Brown spielt Antimaterie eine zentrale Rolle: Ein Auftragskiller stiehlt einen Antimaterie-Behälter aus dem Cern und will ihn als Bombe verwenden. Denn wenn Antimaterie mit Materie in Berührung kommt, knallt es gewaltig. Die “Annihilation” sorgt dafür, dass Materie und Antimaterie auf einen Schlag in Energie umgewandelt werden – ein halbes Gramm Antimaterie hat die Sprengkraft einer Atombombe.

Anzeige
Anzeige

Vieles an dem Szenario ist dramatisch übertrieben, aber Antimaterie gibt es tatsächlich. Sie wird auch wirklich am Cern hergestellt, und sie muss streng von der Außenwelt isoliert werden, damit sie nicht annihiliert. Bereits im kommenden Jahr sollen Anti-Teilchen erstmals in einem Lastwagen über den Cern-Campus transportiert werden, um sie in zwei Experimenten näher zu untersuchen, berichtet Nature.

Das große Rätsel um die Antimaterie

Denn eines der großen, ungelösten Rätsel der Physik ist die Frage, warum das uns bekannte Universum aus Materie besteht, was wiederum zu der Frage führt, ob es wirklich keinen Unterschied zwischen Materie und Antimaterie gibt.

Anzeige
Anzeige

Die Quantenmechanik jedenfalls gibt diesen Unterschied nicht her: Laut dieser Theorie sind Materie und Antimaterie lediglich zwei mögliche Lösungen der relativistischen Formulierung der berühmten Schrödingergleichung. Die Wellenfunktionen von Teilchen und Antiteilchen unterscheiden sich nur im Vorzeichen einer Quantenzahl – das Anti-Materie-Äquivalent eines Elektrons etwa ist ein Teilchen mit derselben Masse, demselben Spin, aber der entgegengesetzten Ladung: das Positron.

Transportgut: Antimaterie-Teilchen

Im BASE-Experiment wollen Forschende zunächst mit extrem präzisen Messungen untersuchen, ob Protonen und Antiprotonen dieselben magnetischen Eigenschaften haben. Damit das möglich wird, müssen sie die Antiprotonen, die im Beschleunigerring der Cern erzeugt wurden, allerdings an einen Ort bringen, an dem es weniger Störsignale gibt. BASE-STEP ist der erste Schritt dazu. In dem Experiment ist geplant, etwa 1.000 Antiprotonen in einer ein Tonnen schweren Versuchsanordnung zu transportieren. Um die Antimaterie sicher zu transportieren, halten die Physiker:innen sie in Vakuum-Gefäßen mit magnetischen Feldern in Position, sodass sie schweben, ohne die Wände zu berühren. Die Felder werden von supraleitenden Magneten erzeugt, ein Kühlsystem hält die Antiprotonen auf vier Kelvin (–269 °C) Temperatur. Die Apparatur ist Ende Oktober erstmals erfolgreich getestet worden – allerdings bisher nur mit normalen Protonen.

Anzeige
Anzeige

In dem zweiten Experiment, zu dem eine Milliarde Antiprotonen transportiert werden, geht es darum, die innere Struktur von Atomkernen zu erforschen. Dazu wollen die Forscher Antiprotonen mit Neutronen und Protonen zusammenstoßen lassen und die Zerfallsprodukte analysieren. Die größere Anzahl von Antiprotonen bei dem PUMA betitelten Experiment und die für die Injektion von Isotopen und die Erkennung der Vernichtung erforderliche Ausrüstung bedeuten, dass PUMA ein viel größeres Fallensystem als BASE-STEP benötigt, das zehn Tonnen Ausrüstung umfasst. Der schwere Lkw muss dazu eine kurvenreiche, 1,5 Kilometer lange Strecke zurücklegen.

Mehr zu diesem Thema
Fast fertig!

Bitte klicke auf den Link in der Bestätigungsmail, um deine Anmeldung abzuschließen.

Du willst noch weitere Infos zum Newsletter? Jetzt mehr erfahren

Anzeige
Anzeige
Kommentare

Community-Richtlinien

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus!
Hallo und herzlich willkommen bei t3n!

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus, um diesen Artikel zu lesen.

Wir sind ein unabhängiger Publisher mit einem Team von mehr als 75 fantastischen Menschen, aber ohne riesigen Konzern im Rücken. Banner und ähnliche Werbemittel sind für unsere Finanzierung sehr wichtig.

Schon jetzt und im Namen der gesamten t3n-Crew: vielen Dank für deine Unterstützung! 🙌

Deine t3n-Crew

Anleitung zur Deaktivierung
Artikel merken

Bitte melde dich an, um diesen Artikel in deiner persönlichen Merkliste auf t3n zu speichern.

Jetzt registrieren und merken

Du hast schon einen t3n-Account? Hier anmelden

oder
Auf Mastodon teilen

Gib die URL deiner Mastodon-Instanz ein, um den Artikel zu teilen.

Community-Richtlinien

Wir freuen uns über kontroverse Diskussionen, die gerne auch mal hitzig geführt werden dürfen. Beleidigende, grob anstößige, rassistische und strafrechtlich relevante Äußerungen und Beiträge tolerieren wir nicht. Bitte achte darauf, dass du keine Texte veröffentlichst, für die du keine ausdrückliche Erlaubnis des Urhebers hast. Ebenfalls nicht erlaubt ist der Missbrauch der Webangebote unter t3n.de als Werbeplattform. Die Nennung von Produktnamen, Herstellern, Dienstleistern und Websites ist nur dann zulässig, wenn damit nicht vorrangig der Zweck der Werbung verfolgt wird. Wir behalten uns vor, Beiträge, die diese Regeln verletzen, zu löschen und Accounts zeitweilig oder auf Dauer zu sperren.

Trotz all dieser notwendigen Regeln: Diskutiere kontrovers, sage anderen deine Meinung, trage mit weiterführenden Informationen zum Wissensaustausch bei, aber bleibe dabei fair und respektiere die Meinung anderer. Wir wünschen Dir viel Spaß mit den Webangeboten von t3n und freuen uns auf spannende Beiträge.

Dein t3n-Team

Kommentar abgeben

Melde dich an, um Kommentare schreiben und mit anderen Leser:innen und unseren Autor:innen diskutieren zu können.

Anmelden und kommentieren

Du hast noch keinen t3n-Account? Hier registrieren

Anzeige
Anzeige