Im Teilchenforschungszentrum Cern bei Genf freut man sich über neue Erkenntnisse zum Anti-Wasserstoffatom.
Meyrin – Das internationale Forschungsteam des Alpha-Experiments am Schweizer Teilchenforschungszentrum Cern bei Genf hat beim Anti-Wasserstoffatom – dem Antimaterie-Gegenstück des Wasserstoffatoms – eine wichtige Beobachtung gemacht. Den Physikern gelang es, eine sogenannte Lyman-alpha-Elektronentransition zu messen, wie sie im Fachblatt "Nature" berichten.
Hintergrund
Bei dieser Elektronentransition, die vor etwas mehr als einem Jahrhundert vom Physiker Theodor Lyman beschrieben wurde, springt ein Elektron vom niedrigsten Energielevel (1S) auf ein höheres (2P).
Wenn das Elektron wieder auf das niedrige Energielevel 1S zurückfällt, emittiert es ein Photon mit einer Wellenlänge von 121,6 Nanometern. Die Messung gelang, indem die Forschenden Anti-Wasserstoffatome in einer Magnetfalle festhielten und mittels Laserlicht mit verschiedenen Wellenlängen eine Spektralanalyse der Anti-Atome durchführten.
Die Messung dieser Elektronentransition ergab eine gute Übereinstimmung mit der gleichen Transition im "normalen" Wasserstoffatom, schreibt das Cern. Die Präzision der Messung beim Anti-Wasserstoffatom sei zwar noch nicht so hoch wie beim Wasserstoffatom, aber der Befund sei ein wichtiger Schritt zu noch deutlich genaueren Messungen.
Suche nach folgenschweren Unterschieden zwischen Materie und Antimaterie
Dafür soll künftig eine Technik zum Einsatz kommen, die auf der Lyman-alpha-Elektronentransition beruht. Bei dieser als Laserkühlung bezeichneten Technik könnten Anti-Wasserstoffatome durch Laserbeschuss gebremst und gekühlt werden, wodurch Wissenschafter ihre Eigenschaften noch exakter vermessen könnten.
Durch immer präzisere Messungen wollen Teilchenphysiker herausfinden, ob es abgesehen von elektrischer Ladung, magnetischem Moment und den ladungsartigen Quantenzahlen (also den Eigenschaften, die Antimaterie zu Antimaterie machen) einen weiteren Unterschied zur Materie gibt.
Ein solcher Unterschied könnte eines der ganz großen Rätsel des Universums lösen: Warum gibt es fast nur Materie, obwohl beim Urknall gleich viel Materie und Antimaterie entstanden sein müsste? Ein Unterschied im Verhalten von Antimaterie im Vergleich zu Materie könnte eventuell erklären, warum fast nur noch Materie übrig geblieben ist. (APA, red, 23. 8. 2018)