Was hoch geht, muss immer runter, oder? Nun, das Europäische Labor für Teilchenphysik (CERN) möchte testen, ob dieses Prinzip für Antimaterie gilt.
Antimaterie ist, vereinfacht gesagt, ein Spiegelbild der Materie. Das Konzept dahinter ist, dass die Teilchen, aus denen die Materie besteht, ein entgegengesetztes Gegenstück haben, Antiteilchen. Wenn man beispielsweise bedenkt, dass Elektronen negativ geladen sind, an Antielektron wäre positiv geladen .
Das klingt nach Science-Fiction, aber wie die NASA sagt, ist es „ echtes Zeug .“ In früheren Experimenten hat der Teilchenbeschleuniger des CERN Antiprotonen, Positronen und sogar Antiwasserstoff erzeugt. Richtig genutzt könnte Antimaterie für Anwendungen von der Raketentechnik bis zur Medizin verwendet werden, fügte die NASA hinzu. Aber wir müssen zuerst seine Natur herausfinden.
Das vom CERN beschriebene Experiment fesselt Antiwasserstoffatome in einem starken Magnetfeld (in einem Behälter) für mehrere Minuten. Wenn die Forscher diese Atome loslassen, können sie beobachten, auf welche Wände die Atome prallen. Das Experiment heißt ALPHA für Antihydrogen Laser Physics Apparatus.
Während die Forscher ursprünglich nicht darauf aus waren, mehr über die Schwerkraft zu erfahren, stellte das Team, das an den Experimenten arbeitete, fest, dass ihre Daten „anfällig für Gravitationseffekte sein könnten“, so das CERN.
Allerdings hätten diese Atome bei ihrer Freisetzung ein wenig Energie, sodass man nicht erwarten würde, dass sie gleich auf den Boden fallen. Aber was die Wissenschaftler jetzt tun, finden anhand der Bewegung der Antiwasserstoffatome heraus, wo die Grenze für „anomale Gravitationseffekte“ liegen könnte.
Die Wissenschaftler haben die ALPHA-Daten, die sie in den Jahren 2010 und 2011 gesammelt haben, für andere Zwecke genutzt und planen nun, 2014 weitere Experimente speziell unter Berücksichtigung der Schwerkraft durchzuführen.
Bisher konnten sie damit beginnen, das Verhältnis von Gravitation zu Trägheitsmasse (die Reaktion des Teilchens auf die Schwerkraft) einzuschränken, aber es wird noch weitere Arbeit erfordern, um mehr darüber zu erfahren, wie sich die Schwerkraft im Allgemeinen auf diese Teilchen auswirkt.
'Basierend auf unseren Daten können wir die Möglichkeit ausschließen, dass die Gravitationsmasse von Antiwasserstoff mehr als das 110-fache seiner Trägheitsmasse beträgt oder dass es mit einer Gravitationsmasse von mehr als dem 65-fachen seiner Trägheitsmasse nach oben fällt', sagte CERN auf seiner Website .
Die Wissenschaftler beginnen jedoch bereits darüber zu sprechen, was passieren könnte, wenn sich Antimaterie angesichts der Schwerkraft anders verhält als Materie.
Wenn Antimaterie herunterfällt, so Joel Fajans, ALPHA-Physiker an der University of California, Berkeley, könnte dies bedeuten, dass die Schwerkraft nicht alle Arten von Teilchen beeinflusst.
„Für den unwahrscheinlichen Fall, dass Antimaterie nach oben fällt, müssten wir unsere Sicht auf die Funktionsweise des Universums überdenken“, sagte er. „Wir haben die ersten Schritte in Richtung einer direkten experimentellen Prüfung von Fragen unternommen, die Physiker und Nicht-Physiker seit mehr als 50 Jahren beschäftigen.“
Quelle: CERN