Anti-Wasserstoff: In die Falle gegangen

Ein internationales Team am Europäischen Teilchenforschungszentrum CERN hat ein neues Verfahren entwickelt, um abgebremsten, so genannten „kalten“ Anti-Wasserstoff zu erzeugen.

Elementarteilchen bewegen sich meist mit beinahe Lichtgeschwindigkeit. Für manche präzisen Messungen benötigt man jedoch Teilchen in Ruhe, etwa um die winzigen Effekte der Gravitationskraft auf des Anti-Wasserstoff genau zu bestimmen. In der Fachzeitschrift Physical Review Letter berichtete ein internationales Team am Europäischen Teilchenforschungszentrum CERN von einem neuen Verfahren, um abgebremsten, so genannten „kalten“ Anti-Wasserstoff zu erzeugen. Die Kunst ist es, einerseits die schnellen, geladenen Ausgangsteilchen einzufangen und zusammenzubringen und andererseits den erzeugten, elektrisch neutralen Anti-Wasserstoff lang genug für Messungen zu speichern. Dazu kombinierten die Forscher nun zwei elektromagnetische Teilchenfallen mit komplementären Eigenschaften in ihrer Anlage namens ATRAP. Das Einfangen der Ausgangsteilchen – Anti-Protonen und Positronen –, das Zusammenführen und die Erzeugung des Produktes Anti-Wasserstoff geschehen in derselben magnetischen Falle, die den Einfang erzeugter kalter Anti-Wasserstoffatome ermöglicht.

„Wir sind sehr froh, dass diese Methode nun nachweisbar klappt, vor allem da es ein paar theoretische Vorhersagen gab, die es für unmöglich hielten“, sagt Walter Oelert, Professor am Forschungszentrum Jülich. Das Teilsystem zum Anti-Wasserstoffeinfang entworfen, gebaut und in Betrieb genommen haben Experten des Jülicher Instituts für Kernphysik und der Jülicher Zentralabteilung Technologie in Zusammenarbeit mit Kollaborationspartnern bei ATRAP und bei der Firma ACCEL. In weiteren Schritten wollen die Wissenschaftler nun die erzeugten Anti-Wasserstoff-Atome länger festhalten, um sie dann genau zu vermessen und ihr Spektrum zu bestimmen. Daraus ließe sich ein möglicher Unterschied zwischen Materie und Anti-Materie besser bestimmen und vielleicht die Frage beantworten, warum es im Universum mehr Materie als Anti-Materie gibt.

Quelle: FZ Jülich

Weitere Infos:

• Originalveröffentlichung:
  G. Gabrielse et al., Antihydrogen Production within a Penning-Ioffe Trap, Phys. Rev. Lett. 100, 113001 (2008).
  http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.113001
• Homepage der ATRAP-Kollaboration:
  http://hussle.harvard.edu/~atrap/
• Jülicher Teilchenphysik:
  http://www.fz-juelich.de/ikp/de/index.shtml