Unsere Welt zu verstehen:  Antimaterie

 

 
Antimaterie

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1929 fand Paul Dirac eine Gleichung zur Beschreibung von Elektronen, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen.
 
Aus rein mathematischen Gründen enthielt sie nicht nur das Elektron als Lösung, sondern auch ein Teilchen mit gleicher Masse aber entgegengesetzter elektrischer Ladung.
 
Schon 3 Jahre später (1932) wurde so ein Teilchen durch Carl Anderson in einer Nebelkammer — ohne dass er gezielt danach gesucht hätte — dann auch tatsächlich entdeckt. Man nennt es heute das Positron.
 
 
Heute wissen wir, dass es zu jedem elektrisch geladenen Elementarteilchen T genau ein Antiteilchen gibt. Es unterscheidet sich von T allein durch das Vorzeichen seiner Ladung.

 
• Antiprotonen konnten zum ersten Mal 1955 erzeugt werden (im Lawrence Berkely National Labaoratory, USA).
   
• Wesentlich schwieriger war die künstliche Herstellung von Antiwasserstoff (dem Bindungszustand von einem Antiproton und einem Positron), einem aus Antimaterie bestehenden Atom. Sie gelang erstmals 1995 im CERN.
   
• 2002 gelang es dann erstmals — ebenfalls im CERN — eine größere Menge von Anti-Wasserstoff-Atomen herzustellen (etwa 50.000).

 
 
Das Konzept der Dirac Sea war Diracs Versuch, sich Antimaterie zu erklären. Dieser sein Erklärungsversuch aber widerspricht der Tatsache, dass in unserem Universum sehr viel mehr Materie als Antimaterie zu existieren scheint. Die Quantenfeldtheorie — die als modernere Fassung (und als Verallgemeinerung) der Quantenelektrodynamik zu sehen ist — macht keinen Unterschied mehr zwischen Materie und Antimaterie.
 
Nebenbei: Richard Feynman war einer der letzten großen Physiker, die Teilchen eher als Teilchen, denn als Wellen sahen. Mit der Quantenfeldtheorie (QFT) wurde das anders: Elementarteilchen werden heute als Feldanregung verstanden, d.h. als Welle oder als Wellenpaket in einem physikalischen Feld analog dem elektromagnetischen Feld.
 
Unter Mitberücksichtigung von Heisenbergs Unbestimmtheitsrelation existieren genau genommen noch nicht mal diese Wellen, sondern nur Wahrscheinlichkeiten, sie in unterschiedlich starker Ausprägung (d.h. mit unterschiedlich großer Amplitude) an diesem oder jenem Punkt der Raumzeit vorliegen zu haben.
 
 
Lies auch: There are no particles, there are only fields
 
 
 
Seit Mitte der 60er Jahre wissen Physiker aus Experimenten mit sogenannten K-Mesonen, dass Materie und Antimaterie auch ihrem Verhalten nach leicht unter­schiedliche Eigenschaften haben. Den Effekt, dass sich ein Teilchen bei einem Zerfallsprozess anders verhält als sein Antiteilchen, nennen sie CP-Verletzung.
 
Quelle: CP-Verletzung — Verletzt ist die Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie.