Physik

Antimaterie? Materie? Der Schwerkraft ist das gleichgültig

Der Aufbau für das höchst aufwendige Experiment auf einem vom Kernforschungszentrum Cern veröffentlichten Bild.
Der Aufbau für das höchst aufwendige Experiment auf einem vom Kernforschungszentrum Cern veröffentlichten Bild.APA / AFP / Handout
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Nichts fällt aufwärts, auch nicht Antiwasserstoff: Ein aufwendiges Experiment am Kernforschungszentrum Cern weist physikalische Fantasien in die Schranken.

Ein Apfel, ob vom Baum der Erkenntnis oder in Newtons Garten, fällt zu Boden, weil ihn die Erde anzieht (und er sie). Die Kraft, die das bewirkt, ist die Gravitation. Ob man sie mit Newtons Formel beschreibt oder mit Einsteins Theorie (in der sie streng genommen gar keine Kraft ist): Sie hängt nur von der Masse der Körper ab, die einander anziehen, nicht von deren sonstigen Eigenschaften.

Aber was ist, wenn der Apfel aus Antimaterie ist? Dann ist er, so enttäuschend das klingen mag, auch aus Materie. Er hat keine Antimasse. Nur die Ladungen (und andere, ähnliche, aber weniger geläufige Eigenschaften) der Teilchen, aus denen er sich zusammensetzt, sind „anti“: Was in normaler Materie negativ geladen ist, ist in Antimaterie positiv, und umgekehrt. So besteht ein Atom Antiwasserstoff aus einem Antiproton, um das sich ein Antielektron (Positron) bewegt. Dieses Atom ist genauso stabil wie ein Wasserstoffatom, allerdings nur, bis es auf Materie trifft. Dann zerstrahlt es sofort: Seine Masse und die Masse seines Widerparts verwandeln sich komplett in Energie.

So gelang es erst 1995 am Cern in Genf, ein paar Atome Antiwasserstoff herzustellen. In den folgenden Jahren konnte man zeigen: Sein Positron hat genau dieselben Energiezustände wie das Elektron im normalen Wasserstoff. Jetzt berichtet eine riesige Cern-Arbeitsgruppe in „Nature“ (27. 9.): Antiwasserstoffatome fallen genauso hinunter – also in Richtung Erdmittelpunkt – wie ihre „normalen“ Pendants. Gewiss, das hätten die meisten erwartet. Aber es hätte doch auch anders sein können. Schließlich gibt es mindestens einen wichtigen Unterschied: Aus Materie besteht die materielle Welt, Antimaterie kommt nur ganz selten und dann ganz kurz vor. Das wundert die theoretischen Physiker, deren Theorien sagen, dass im Urknall gleichermaßen Materie und Antimaterie entstanden seien. Also suchen sie nach Unterschieden, die diese Asymmetrie erklären könnten. Bis jetzt fanden sich keine.

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