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Erste Beobachtung von Anthelium
Eine der großen Fragen, die Kosmologen und Teilchenphysiker beschäftigen, ist die Verteilung von Materie und Antimaterie im Universum. Sicherlich sieht aus ist, wenn Materie den Kosmos beherrscht, aber der Blick täuschen kann. Wir leben vielleicht einfach in einer Ecke des Universums, die zufällig von Materie dominiert wird.
Heute finden wir dank der Arbeit der STAR-Kollaboration am Relativistic Heavy Ion Collider des Brookhaven National Laboratory in den USA etwas mehr Antimaterie in unserer Ecke.
Diese Jungs schlugen 10^9 Goldkerne bei Energien von 200 GeV zusammen und entdeckten 18 Antikerne von Helium-4 in den darauffolgenden Trümmern. Das ist eine beeindruckende Leistung für Standards – zumindest wissen wir jetzt, dass Antihelium-4 existieren kann.
Bei solchen Einschlägen entsteht ein heißer Blob aus mehr oder weniger gleicher Anzahl von Quarks und Antiquarks, ein sogenanntes Quark-Gluon-Plasma. Dies kühlt sich ab und bildet verschiedene Teilchen und deren Antiteilchen.
Je größer das Antiteilchen ist, desto geringer ist natürlich die Wahrscheinlichkeit, dass wir es sehen. Tatsächlich macht jedes zusätzliche Baryon in einem Antinukleus die Herstellung 1000-mal schwieriger. Obwohl Positronen erstmals 1932 auftauchten, tauchten Antiprotonen und Neutronen erst 1955 auf und wir mussten bis 1970 warten, bis ein russisches Team die erste Beobachtung von Anthelium-3 bekanntgab.
Jetzt, 40 Jahre später, haben wir Anthelium-4. (Es erscheint unwahrscheinlich, dass wir das nächste Produkt, Antilithium-6, in absehbarer Zeit sehen werden, und tatsächlich gibt das STAR-Team zu, dass es mit der aktuellen Collider-Technologie nicht hergestellt werden kann.)
Wichtig an dieser Beobachtung ist, dass Anthelium-4 anscheinend mit genau der von der Thermodynamik vorhergesagten Geschwindigkeit vorkommt. Wenn es also keinen anderen Mechanismus gibt, um es in erheblich größeren Mengen herzustellen, ist es unwahrscheinlich, dass wir eine natürlich vorkommende Version sehen, egal wie hart wir suchen.
Jede Beobachtung von Anthelium oder noch schwereren Antikernen im Weltraum würde also auf die Existenz einer großen Menge Antimaterie an anderer Stelle im Universum hinweisen, so die STAR-Kollaboration.
Und wie sich herausstellt, beabsichtigen wir zu suchen. Genau aus diesem Grund bringt das Space Shuttle Endeavour, das derzeit für den Start im nächsten Monat geplant ist, das Alpha Magnetic Spectrometer zur Internationalen Raumstation ISS.
Alpha wurde speziell entwickelt, um in der kosmischen Strahlung nach Antimaterieteilchen zu suchen. Wenn Anthelium nur durch bekannte Mechanismen hergestellt wird, wird es zu selten sein, Alpha zu stören. Aber wenn das Experiment auch nur einen Hauch von Anthelium oder etwas Schwererem bekommt, erwarten Sie eine Explosion des Interesses von Kosmologen und Teilchenphysikern.
Dies ist eine der wenigen wirklich nützlichen wissenschaftlichen Arbeiten, die für die Raumstation geplant sind. Hoffen wir, dass es glatt geht.
Ref: arxiv.org/abs/1103.3312 : Beobachtung des Antimaterie-Helium-4-Kerns
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