Wissenschaftler locken Antiwasserstoff in eine Langzeitfalle

Während das Experiment, das Antimaterie im Weltall aufspüren soll, wegen technischer Schwierigkeiten am Spaceshuttle erst einmal nicht zu seinem Bestimmungsort aufbrechen kann, haben Wissenschaftler auf der Erde einen neuen Erfolg mit Antimaterie erzielt: Am Experiment Alpha des Antiproton Decelerator (Antiprotonen-Entschleuniger, kurz: AD) haben sie Antimaterieteilchen deutlich länger als bisher festhalten können.

Kurzer Blick auf Antimaterie

Im November 2010 hatten die Forscher Antiwasserstoffteilchen lange genug in einem Magnetfeld festgehalten, um sie untersuchen zu können. Lange genug, das hieß in dem Fall 172 Millisekunden. Ihnen war also nur ein kurzer Blick auf die Antimaterie vergönnt.

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Nicht gefangene Antiwasserstoffatome im Experiment Alpha, die durch den Kontakt mit Materie vernichtet werden. (Bild: Cern)

Jetzt haben die Wissenschaftler der Alpha-Kollaboration am europäischen Kernforschungszentrum Cern ihren eigenen Rekord überboten - und das deutlich: Über 16 Minuten saßen die Atome in der Falle, schreiben sie in einem Aufsatz, der als Preprint auf dem Dokumentenserver Arxiv veröffentlicht wurde. Es sei für weitergehende Studien wichtig, Antiatome länger als bisher festzuhalten.

Länger und mehr

Sie konnten aber nicht nur die Dauer, sondern auch die Zahl erhöhen: 309 Antiwasseratome konnten die Wissenschaftler in dem Magnetfeld einfangen und beobachten, bevor sie in Kontakt mit Materieteilchen ausgelöscht wurden. Bei dem vorherigen Versuch waren es nur 38 gewesen.

Antimaterie ist das Spiegelbild der Materie: Beide sind identisch aufgebaut, aber haben entgegengesetzte Ladung. Ein Wasserstoffatom besteht aus einem Proton und einem Elektron, ein Antiwasserstoff hingegen aus einem Antiproton und einem Positron. Treffen beide aufeinander, löschen sie sich gegenseitig aus.

Wo ist die Antimaterie geblieben?

Antimaterie stellt Wissenschaftler noch immer vor ein Rätsel. Theoretisch müsste es genauso viel Antimaterie geben wie Materie, da beide beim Urknall in gleicher Menge entstanden sein müssten. Da das Universum aus Materie besteht, zieht die Natur Materie offensichtlich vor. Es sind jedenfalls bisher noch keine Himmelskörper entdeckt worden, die aus Antimaterie bestehen.

Das wissenschaftliche Instrument Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) soll Aufschluss darüber bringen. Das ist ein Detektor, der außen an der ISS angebracht wird. Er soll ankommende geladene Partikel wie Protonen oder Elektronen einfangen und untersuchen. Erfasst AMS-02 irgendwann ein oder mehrere Antimaterieteilchen, könnte das ein Hinweis darauf sein, dass irgendwo im Weltall noch größere Mengen Antimaterie existieren, möglicherweise sogar ganze Galaxien, die daraus bestehen.