Wissenschaftler weisen schwerste Antiteilchen nach

Wissenschaftlern an einem Teilchenbeschleuniger in den USA ist es erstmals gelungen, Antihelium-4 nachzuweisen. Es sind die bisher schwersten Antiteilchen, die nachgewiesen werden konnten.

Kollision von Goldatomkernen

Die Wissenschaftler ließen im Teilchenbeschleuniger Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Goldatomkerne mit einer Energie von 200 Gigaelektronenvolt (GeV) kollidieren. Dabei entstanden aus je zwei Antiprotonen und zwei Antineutronen Antihelium-4-Kerne. In den Trümmern aus einer Milliarde Goldatomen fanden die Wissenschaftler im Solenoidal Tracker At RHIC (Star) 18 Antihelium-4-Kerne. Der RHIC gehört zum Brookhaven National Laboratory in Upton im US-Bundesstaat New York. Star ist eines der Experimente des Beschleunigers.

• 

Kollision von Goldatomkernen im RHIC. Bei einer solchen Kollision konnten Wissenschaftler Antihelium-4 nachweisen. (Foto: BNL)

Die Bedingungen bei der Kollision der Goldpartikel ähnelten denen kurz nach dem Urknall. Bei den Kollisionen entsteht das Quark-Gluon-Plasma. In diesem Materiezustand sind Quarks und Antiquarks - also Materie und Antimaterie - in beinahe gleicher Anzahl vorhanden. Wenn es sich abkühlt, können Antiteilchen entstehen.

Schwerstes Antiteilchen

Es sei das erste Mal, dass so schwere Antiteilchen nachgewiesen worden seien, schreiben die Forscher der Star-Koalition in einem Aufsatz, der als Preprint auf dem Dokumentenserver Arxiv veröffentlicht wurde. Das bis dato schwerste Antiteilchen war ein Antihelium-3, das aus zwei Antiprotonen und einem Antineutron besteht. Es wurde 1970 von russischen Forschern nachgewiesen.

Die Zahl der nachgewiesenen Antihelium-4-Kerne habe Vorhersagen der Thermodynamik entsprochen. Je schwerer ein Antimaterieteilchen ist, desto schwieriger ist es herzustellen - die Rate sinkt pro weiterem Kernbaustein um den Faktor 1000. Die Star-Forscher halten es mit der gegenwärtig verfügbaren Technik für unmöglich, schwerere Antimaterie zu produzieren. Das nach dem Periodensystem folgende Teilchen wäre ein Antilithium-6.

Antimaterie im Weltall

Am 19. April 2011 schickt die US-Weltraumbehörde Nasa an Bord des Spaceshuttles Endeavour das Alpha-Magnet-Spektrometer (AMS) zur Internationalen Raumstation. Das AMS soll im Weltraum nach Antimaterie suchen. Die Nasa-Mission STS-134 ist zugleich der letzte Flug der Endeavour. Der letzte Flug eines Spaceshuttles überhaupt ist für Juni 2011 geplant.