Eine neue Entdeckung könnte endlich ein anhaltendes kosmologisches Rätsel lüften.
Der schwerste jemals entdeckte Antimateriekern wurde beobachtet: das Antihyperhydrogen-4. Bestehend aus einem Antiproton, zwei Antineutronen und einem Antihyperon, wurde dieser Kern unter den Spuren gefunden, die Milliarden von Kollisionen im Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) des Brookhaven National Laboratory in New York hinterlassen haben.
Diese Entdeckung ist von großer Bedeutung für Physiker, die versuchen zu verstehen, warum unser Universum von Materie dominiert wird, obwohl die kosmologische Theorie eine gleiche Erzeugung von Materie und Antimaterie beim Urknall vorhersagt. Laut dem Standardmodell hätten sich diese beiden Materieformen gegenseitig vernichten und ein absolutes Vakuum hinterlassen müssen.
Um dieses Rätsel zu erforschen, haben Forscher Bedingungen geschaffen, die denen des Urknalls ähneln, indem sie schwere Ionen mit hoher Geschwindigkeit kollidieren ließen. Diese Kollisionen erzeugen eine Plasma-Suppe, in der vorübergehend primordiale Elemente, darunter das Antihyperhydrogen-4, auftauchen, bevor sie fast sofort verschwinden.
Bei der Analyse der Spuren, die von diesen flüchtigen Teilchen hinterlassen wurden, entdeckten die Wissenschaftler 16 Kerne von Antihyperhydrogen-4. Bemerkenswerterweise scheint die Lebensdauer dieser Teilchen nicht von der ihres Mattheräquivalents, des Hyperhydrogen-4, abzuweichen. Dies bestätigt vorerst die Gültigkeit der aktuellen Modelle der Teilchenphysik.
Die Forscher wollen jedoch hier nicht Halt machen. Der nächste Schritt wird sein, die Massen der Teilchen und Antiteilchen zu vergleichen, um mögliche Asymmetrien aufzudecken. Eine solche Entdeckung könnte wertvolle Hinweise auf den Ursprung der Dominanz der Materie im Universum liefern.
Die Ergebnisse dieser Studie versprechen neue Perspektiven in unserem Streben nach Verständnis des Universums und könnten potenziell einige grundlegende Aspekte der Physik in Frage stellen.
Was ist Antimaterie?
Antimaterie ist eine Form von Materie, die aus Teilchen besteht, die entgegengesetzte Ladungen zu denen von gewöhnlicher Materie haben. Beispielsweise ist das Antiteilchen des Protons das Antiproton, welches eine negative statt einer positiven Ladung besitzt. Die Antimaterieteilchen sind ihren Materie-Pendants in Bezug auf Masse und Spin identisch, aber ihre elektrischen Ladungen sind umgekehrt.
Wenn ein Materieteilchen auf sein Antiteilchen trifft, vernichten sie sich gegenseitig und setzen eine große Energiemenge in Form von Photonen frei, insbesondere Gammastrahlen. Dieses Phänomen der Materie-Antimaterie-Vernichtung ist einer der Gründe, warum Antimaterie im derzeitigen Universum selten beobachtet wird.
Antimaterie ist entscheidend für die physikalische Forschung, da sie wesentliche Hinweise darauf enthalten könnte, warum unser Universum von Materie dominiert wird, obwohl es erwartet wurde, dass Materie und Antimaterie beim Urknall in gleichen Mengen erzeugt wurden.
Quelle: Nature