21-01-2014
[Presse] Erstmals Strahl von Antiwasserstoffatomen erzeugt
Einer Gruppe internationaler Physiker ist es unter Mitwirkung des Stefan Meyer Instituts für Subatomare Physik (SMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften erstmals gelungen, einen Strahl aus Antiwasserstoffatomen zu erzeugen. Dieser Erfolg, über den das Online-Journal „Nature Communications“ berichtet, stellt einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zum Verständnis von Antimaterie dar. Er ermöglicht eine präzise Untersuchung von Antiwasserstoff und verspricht, dem mysteriösen Fehlen von Antimaterie im Universum und damit den Grundlagen unserer Existenz einen Schritt näher zu kommen.
Fundamentale Symmetrie
Die Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie, die sogenannte CPT Symmetrie, ist eine der fundamentalsten Symmetrien des Standardmodells der Teilchenphysik. Bei allen bisher dazu durchgeführten Messungen bestätigt, steht dieser mikroskopischen Symmetrie jedoch eine eklatante Asymmetrie im Universum gegenüber: Im Augenblick des Big Bangs hätte Antimaterie im gleichen Umfang wie Materie erzeugt werden müssen – bisher wurden jedoch keinerlei Hinweise auf die Existenz von Antimaterie im Weltall gefunden.
Nächster Meilenstein in Sicht
„Eine auch noch so winzig kleine Verletzung der CPT Symmetrie könnte auf einfache Weise zu der Dominanz von Materie über Antimaterie führen“, erklärt Eberhard Widmann, Direktor des SMI. „Deshalb sind möglichst genaue Überprüfungen der Eigenschaften von Materie und Antimaterie im Labor von größter Wichtigkeit“, sagt der Leiter der österreichischen Arbeitsgruppe zu dem Projekt weiter. Der nun erzeugte Antiwasserstoffstrahl ermöglicht diese exakte Vermessung von Antiwasserstoff, dem leichtesten, nur aus Antimaterie bestehenden Atom. Auf Basis dieses Erfolgs, der im Rahmen der ASACUSA Collaboration am Antiproton Decelerator des CERN gelungen ist, erwartet man, in absehbarer Zeit erstmals die interne Struktur von Antiwasserstoff bestimmen zu können. Die weiteren Messungen dazu sollen bereits in der zweiten Jahreshälfte beginnen, die Grundlagen dafür sind jedenfalls gelegt.
Schematische Darstellung der Apparatur. Von links nach rechts: die sogenannte “Cusp”-Falle, in der die Antiwasserstoffatome erzeugt werden, eine Mikrowellenkavität (grün) um Hyperfeinübergänge zu induzieren, ein Sextupolmagnet (rot und grau), und der Antiwasserstoffdetektor (goldfarbig). Blau gezeichnet ist der Bereich, in dem der Antiwasserstoffstrahl sich bewegt.
CUSP-Falle
Finales Setup
CUSP-Gruppe
Quellen: Stefan-Meyer-Institut