Wissenschaftler halten Antimaterie 1.000 Sekunden aufrecht

Die Europäische Organisation für Kernforschung (CERN) hat es geschafft, Anti-Wasserstoffatome für mindestens 16 Minuten aufrechtzuerhalten und glaubt, dass diese relativ stabile Form von Antimaterie eine weitere Erforschung dieser seltenen und mysteriösen Partikel ermöglicht.
Wissenschaftler am ALPHA (Anti-Wasserstoff-Laser-Physik-Apparat), die am CERN in Genf arbeiten, bauen zurzeit eine Antimaterie-Falle und veröffentlichten ihre Entdeckungen am 5. Juni in der Online-Ausgabe von Nature Phsysics.
„Wir konnten Anti-Wasserstoffatome für mehr als 1.000 Sekunden einsperren, was eine Ewigkeit ist”, berichtete Joel Fajans von der kalifornischen Universität Berkeley in einer Pressenachricht.
Das Team fing während einer Serie von Experimenten 112 Antiatome bis zu 1.000 Sekunden (bzw. 16 Minuten und 40 Sekunden) lang ein. Seit den ersten erfolgreichen Versuchen in 2009 fing das Team insgesamt 309 Antiatome ein. Vorher waren die Wissenschaftler in der Lage, lediglich drei Atome zusammen simultan einzufangen.
„Wir hätten gerne schon 1.000 Atome 1.000 Sekunden lang eingefangen, aber wir haben noch die Möglichkeit, mit Laser- und Mikrowellen-Experimenten die Eigenschaften von Antiatomen zu untersuchen”, sagte Fajans.
Begründet auf der Idee, dass das Universum vor 13,6 Milliarden Jahren durch den Urknall erzeugt wurde, sollten Materie und Antimaterie in gleicher Menge vorhanden sein. Jedoch scheint Antimaterie selten zu sein und konnte nur kurzzeitig (zum Beispiel in kosmischer Strahlung und einigen radioaktiven Materialien) gemessen werden.
Durch das Studium der Eigenschaften von Antiatomen können die Wissenschaftler bestimmen, ob diese die gleichen elektromagnetischen und gravitativen Wechselwirkungen aufweisen wie normale Materie. Wenn Antimaterie die gleiche CPT (charge-partiy-time; Ladung-Parität-Zeit)-Symmetrie hat, dann würde sich ein Partikel in einem Spiegeluniversum so verhalten, als ob er die entgegengesetzte Ladung hätte und sich in der Zeit rückwärts bewegte.
„Jeglicher Hinweis auf einen Bruch der Ladung-Parität-Zeit-Symmetrie würde ein ernsthaftes Überdenken unseres Verständnisses der Natur zur Folge haben”, erklärte ALPHA-Sprecher Jeffrey Hangst von der dänischen Universität Aarhus in der Pressenachricht. „Aber die Hälfte des Universums ist verloren gegangen. Deswegen steht ein Umdenken auf diese oder jene Weise sowieso auf dem Plan.”

Das Team bemüht sich, noch mehr Anti-Wasserstoffatome für noch längere Zeit einzufangen und hat bereits deren Energieverteilung untersucht.
„Es klingt vielleicht nicht aufregend, aber das ist bisher das erste Experiment, das mit eingefangenen Anti-Wasserstoffatomen gemacht wurde”, sagte Jonathan Wurtele in der Veröffentlichung der UC Berkeley. „Diesen Sommer planen wir vor allem Experimente mit Mikrowellen. Wir hoffen, durch Mikrowellen induzierte Änderungen im Atomzustand des Antiatoms messen zu können.”