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Wie Neutronen in ein anderes Universum entkommen könnten
Die Vorstellung, dass unser Universum in einen breiteren multidimensionalen Raum eingebettet ist, hat die Vorstellungskraft von Wissenschaftlern und der allgemeinen Bevölkerung gleichermaßen beflügelt.
Diese Vorstellung ist nicht nur Science-Fiction. Nach einigen Theorien kann unser Kosmos parallel zu anderen Universen in anderen Dimensionen existieren. Kosmologen nennen diese Universen Braneworlds. Und unter den vielen Aussichten, die dies aufwirft, ist die Idee, dass Dinge aus unserem Universum irgendwie in einem anderen enden könnten.
Vor einigen Jahren zeigten Michael Sarrazin von der Universität Namur in Belgien und einige andere, wie Materie in Gegenwart großer magnetischer Potentiale den Sprung schaffen könnte. Das lieferte eine theoretische Grundlage für den Austausch von realer Materie.
Heute sagen Sarrazin und ein paar Freunde, dass unsere Galaxie ein magnetisches Potenzial erzeugen könnte, das groß genug ist, um dies wirklich zu ermöglichen. Wenn ja, sollten wir im Labor beobachten können, wie Materie zwischen den Universen hin und her springt. Tatsächlich könnten solche Beobachtungen bereits in bestimmten Experimenten gemacht worden sein.
Die fraglichen Experimente beinhalten das Einfangen ultrakalter Neutronen in Flaschen an Orten wie dem Institut Laue Langevin in Grenoble, Frankreich, und dem Sankt Petersburger Institut für Kernphysik. Ultrakalte Neutronen bewegen sich so langsam, dass es möglich ist, sie mit „Flaschen“ aus Magnetfeldern, gewöhnlicher Materie und sogar der Schwerkraft einzufangen.
Ein Grund dafür ist, zu messen, wie schnell die Neutronen durch Beta-Emission zerfallen. Physiker messen also, mit welcher Geschwindigkeit die Neutronen auf die Flaschenwände treffen und wie schnell diese abfällt.
Hier sind zwei Prozesse am Werk: die Geschwindigkeit des Neutronenzerfalls und die Geschwindigkeit, mit der Neutronen aus der Flasche entweichen. Im Fall einer idealen Flasche sollte die Zerfallsrate also gleich der Beta-Zerfallsrate sein. Aber die Flaschen sind nicht ideal, so dass die Zerfallsrate immer schneller ist.
Das lässt die Möglichkeit offen, dass ein dritter Prozess am Werk sein könnte: dass ein Teil des zusätzlichen Zerfalls das Ergebnis von Neutronen sein könnte, die von unserem Universum in ein anderes springen.
Sarrazin und Co haben also anhand der gemessenen Zerfallsraten eine Obergrenze gesetzt, wie oft dies passieren kann.
Ihre Schlussfolgerung ist, dass die Wahrscheinlichkeit für ein Neutronensprungschiff kleiner als etwa eins zu einer Million ist.
Das sagt nicht wirklich etwas darüber aus, ob ein Materieaustausch tatsächlich stattfindet. Nur, wenn es so ist, passiert es nicht sehr oft.
Sarrazzi und Co. sagen jedoch auch, dass es einfach sein sollte, bessere Daten zu verwenden, die strengere Grenzen setzen.
Nach ihrer theoretischen Arbeit soll eine Änderung des Gravitationspotentials auch die Geschwindigkeit des Materieaustauschs beeinflussen. Eine Idee besteht also darin, ein Neutroneneinfang-Experiment durchzuführen, das ein Jahr oder länger dauert und es der Erde ermöglicht, mindestens eine Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden.
In dieser Zeit ändert sich das Gravitationspotential in einer Weise, die die Geschwindigkeit des Materieaustauschs beeinflussen sollte. Eigentlich sollte es einen jährlichen Zyklus geben. Wenn man eine solche Modulation erkennen kann, wäre dies ein starker Hinweis darauf, dass wirklich Materieaustausch stattfindet, sagen sie.
Das wäre eine der größten und umstrittensten Entdeckungen der modernen Physik und eine, die mit heute verfügbaren Technologien möglich ist.
Hat jemand eine alte Neutronenflasche herumliegen und ein bisschen Freizeit übrig?
Ref: arxiv.org/abs/1201.3949 : Experimentelle Grenzen des Verschwindens von Neutronen in einer anderen Braneworld