Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Internationale Zusammenarbeit liefert Hinweise auf den Ursprung der Materie im Universum

04.08.2004


Wo immer wir uns auch befinden, ein kurzer Rundumblick reicht aus, um zu bestätigen, dass sich unsere Welt aus Kernmaterie zusammensetzt, d.h. aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Vor einiger Zeit haben Wissenschaftler jedoch Antimaterie-Teilchen entdeckt, die identisch mit den Materie-Teilchen zu sein scheinen mit Ausnahme der Tatsache, dass sie sich gegenseitig auslöschen, wenn sie sich in großer Nähe zueinander befinden.


Heute geht man davon aus, dass kurz nach dem Urknall Materie- und Antimaterie-Teilchen in gleichen Mengen vorhanden waren. Angesichts der Tendenz, sich gegenseitig auszulöschen, dürften eigentlich überhaupt keine Teilchen mehr übrig geblieben sein. Theoretiker argumentieren jedoch, dass aufgrund eines winzigen Unterschieds im Verhalten von Materie und Antimaterie, der als CP-Verletzung bezeichnet wird, pro Milliarde vernichteter Teilchen ein Materieteilchen überlebte - ein winziges Ungleichgewicht, das jedoch ausreichte, um das gesamte sichtbare Universum entstehen zu lassen.

Die genaue Ursache der CP-Verletzung ist immer noch nicht bekannt. Derzeit versuchen Hunderte von Wissenschaftlern weltweit, dieses Geheimnis zu lüften. Eine der größten Forschungskooperationen erzielte kürzlich einen wissenschaftlichen Durchbruch, indem ein fundamentaler Unterschied im Verhalten von Materie und Antimaterie nachgewiesen wurde, der die Suche nach der Antwort erheblich erleichtern könnte.


Das BABAR-Team ist eine Vereinigung von 600 Wissenschaftlern aus 75 Institutionen weltweit, unter anderem aus Frankreich, Deutschland, Italien, den Niederlanden, Norwegen, Russland und Großbritannien. Das Forschungsteam nutzt die Ausrüstung des Stanford Linear Acceleration Centre (SLAC) in den USA, um Elektronen mit den ihnen entsprechenden Antimaterie-Teilchen, den sog. Positronen, kollidieren zu lassen. Auf diese Weise werden Millionen Paare von Teilchen und Antiteilchen erzeugt, die sog. B-Mesonen und Anti-B-Mesonen. Diese Teilchenpaare zerfallen sehr schnell in leichtere subatomare Teilchen, z.B. Kaone und Pione, die von den Wissenschaftlern nachgewiesen werden können.

Marcello Giorgi vom italienischen nationalen Institut für Kernphysik und Sprecher des BABAR-Projekts, erläutert: "Wenn es keinen Unterschied zwischen Materie und Antimaterie gäbe, würden B-Mesonen und Anti-B-Mesonen exakt dasselbe Zerfallverhalten zeigen. Unsere neuen Messungen zeigen jedoch unterschiedliche Zerfallsraten."

Mittels Analyse des Zerfallverhaltens von über 200 Millionen Paaren von B-Mesonen und Anti-B-Mesonen stellten die Forscher eine erstaunliche Asymmetrie fest. "In 910 Fällen zerfiel das B-Meson in ein Kaon oder Pion. Beim Anti-B-Meson war dies nur 696 Mal der Fall", erläutert Giorgi. Damit wurde erstmalig eine derartige Asymmetrie durch einfaches Zählen der Fälle ermittelt, in denen B-Mesonen und Anti-B-Mesonen in das gleiche Endprodukt zerfallen. Dieser Effekt wird als direkte CP-Verletzung bezeichnet.

"Dies ist ein klarer, überzeugender Hinweis für eine direkte CP-Verletzung beim Zerfall von B-Mesonen, eine Art Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie, die zwar vermutet wurde, jedoch bislang nie nachgewiesen werden konnte", fügte Christos Touramanis, Forschungsleiter des BABAR-Projekts an der Universität Liverpool, hinzu. "Mit dieser Entdeckung fügt sich der gesamte Komplex der Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie zu einem kohärenten Bild zusammen."

Professor Ian Halliday, Geschäftsführer des britischen Particle Physics and Astronomy Research Council und einer der Gründer von BABAR, schlussfolgerte: "Wir wissen immer noch nicht genau, wie das von Materie dominierte Universum, in dem wir leben, entstanden ist. Dieses neue Ergebnis und die jüngsten verbundenen Messungen im BABAR-Projekt und in anderen Experimenten weltweit haben unser Wissen in diesem Bereich jedoch ein wesentliches Stück vorangebracht." Professor Halliday fügte allerdings hinzu: "In dieser grundlegenden Frage gibt es immer noch viel zu entdecken und zu lernen."

| cn
Weitere Informationen:
http://www.pparc.ac.uk
http://www.slac.stanford.edu

Weitere Berichte zu: Anti-B-Meson Antimaterie Asymmetrie CP-Verletzung Materie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

nachricht Neue Perspektiven durch gespiegelte Systeme
05.12.2016 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Mehrkernprozessoren für Mobilität und Industrie 4.0

07.12.2016 | Informationstechnologie