Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was Materie von Antimaterie unterscheidet

13.07.2001


  • Warum nicht alles Gammastrahlung ist
  • Materie und Antimaterie: Physiker finden neuen Unterschied
  • Bahnbrechende Erkenntnis hilft den Kosmos verstehen

Einen neuen Unterschied im Verhalten von Materie und Antimaterie haben Wissenschaftler der Gruppe "BABAR" nun am Stanford Linear Beschleuniger (SLAC) in einer bahnbrechenden Messung entdeckt: Unter Beteiligung von Prof. Dr. Helmut Koch, Dr. Marcel Kunze und Dr. Klaus Peters (Fakultät für Physik und Astronomie der RUB) wiesen sie die so genannte "CP-Verletzung" beim Zerfall von B-Mesonen - schweren, kurzlebigen Elementarteilchen - nach. Das Phänomen ist wahrscheinlich verantwortlich dafür, dass es im Universum einen Überschuss der Materie gegenüber der Antimaterie gibt.

Gespiegelte Teilchen löschen sich aus

Antimaterie kommt in unserer Welt gewöhnlich nicht vor, da sich Materie und Antimaterie bei der Berührung gegenseitig vernichten: Wenn sie zusammenkommen, zerstrahlen sie zu Gammastrahlung. Antiwasserstoff ist z. B. das ,,Spiegelbild" des Wasserstoffatoms. Das spiegelbildliche Atom besteht aus Antimaterie - einem positiv geladenen ,,Elektron" (dem Positron), das einen negativ geladenen Atomkern (ein Antiproton) umkreist. An Beschleuniger-Anlagen können Wissenschaftler Antimaterie künstlich erzeugen.

Bahnbrechender Erfolg nach 37 Jahren Suche

Wäre im All gleich viel Materie und Antimaterie vorhanden, würden sie sich gegenseitig auslöschen. Es besteht also ein Materie-Überschuss, dem wir unser Dasein erst verdanken. Einen Grund für diese Asymmetrie fanden Wissenschaftler (Fitch und Cronin) erstmals 1964 und wurden dafür mit dem Nobelpreis belohnt. Sie beobachteten an neutralen K-Mesonen, leichten, langlebigen Elementarteilchen, die CP-Verletzung: einen Unterschied im Verhalten von Materie- und Antimaterie-Teilchen beim Zerfall. Seitdem suchten Physiker weltweit nach weiteren Beispielen für die CP-Verletzung - bis jetzt: "Nach 37 Jahren der Suche wissen die Physiker nun, dass es mindestens zwei Sorten von Elementarteilchen gibt, die dieses erstaunliche Phänomen zeigen", erläutert S. Smith (Princeton Universität), Sprecher der Forscherkollaboration "BABAR".

Aus der B-Mesonen-Fabrik in den Detektor

Die Gruppe entwickelte einen leistungsfähigen Detektor, der kleine Unterschiede bei speziellen Zerfällen von B-Mesonen bzw. ihren Antiteilchen messen kann. Seit etwa zwei Jahren sammelt der Detektor Daten. Unverzichtbar für die Experimente war auch ein 2,2 Kilometer langer Elektronen/Positronen-Speicherring, eine "B-Mesonen-Fabrik". Er erlaubt es, Elektronen- und Positronenstrahlen hoher Energie auf kleinstem Raum kollidieren zu lassen.

Messung bestätigt Modell

In ihrem jetzt zur Veröffentlichung in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" eingereichten Beitrag benennen die Forscher den Wert der Asymmetrie mit sin2b = 0,59 ± 0,14, der sich signifikant von Null unterscheidet. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Unterschied doch gleich Null ist, liegt bei 1:30.000. Der gefundene Wert bestätigt Vorhersagen des so genannten Standardmodells, das somit seine Gültigkeit behält.

Dank gilt dem ganzen Team

Neu für amerikanische Verhältnisse war die starke Beteiligung nichtamerikanischer Gruppen. Aus Deutschland beteiligten sich Universitätsgruppen aus Bochum, Dresden und Rostock sowohl am Aufbau der Experimente als auch am Betrieb und der Datenauswertung. Die Finanzierung erfolgte überwiegend durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). "Ein großer Teil der Forschung geht auf das Konto von Diplomanden und Doktoranden", betont Dr. Klaus Peters, "und für die maßgebliche technische Unterstützung beim Aufbau der einzelnen Komponenten und Testsysteme danken wir den hervorragenden Werkstätten des Instituts für Experimentalphysik."

Weitere Informationen

Dr. Klaus Peters, Fakultät für Physik und Astronomie der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-23532, Fax: 0234/32-14170, Email: klaus@ep1.ruhr-uni-bochum.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.slac.stanford.edu/BFROOT/

Weitere Berichte zu: Antimaterie Elementarteilchen Physik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Lasing am Limit
15.02.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Forschung für die LED-Tapete der Zukunft
15.02.2018 | Universität Bremen

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: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics