Erstes Spektrum von Antimaterie rückt näher

Genf (Schweiz) – In den vergangenen beiden Jahren haben Wissenschaftler am Forschungszentrum CERN erstmals Antiwasserstoff eingefangen und für einige Minuten gespeichert. Nun sind die Forscher noch einen Schritt weiter: Mit Mikrowellen konnten sie Antiwasserstoffatome in einer magnetischen Falle manipulieren. Damit zeigten sie, dass es generell möglich ist, spektroskopische Analysen bei Antiatomen durchzuführen und so mehr über deren Eigenschaften zu erfahren.

Zylinderförmige Kammer aus großen Stahlteilen, in der Mitte ein Bündel orangefarbener Elektroden.
Vakuumkammer für ALPHA-Experiment

Antiwasserstoff besteht aus einem Antiproton und einem Positron, dem Antiteilchen des Elektrons. Kommen die Antimaterieatome mit gewöhnlichen Atomen in Berührung, vernichten sich Teilchen und Antiteilchen sofort. Für eine kurze Zeit können Forscher Antiatome jedoch in einer magnetischen Falle festhalten. Das gilt allerdings nur für Atome, in denen der Spin des Positrons parallel zum umgebenden Magnetfeld ausgerichtet ist.

Das internationale Team der ALPHA-Kollaboration am CERN fand nun heraus, dass sich der Positronspin von parallel zu antiparallel umklappen lässt, wenn sie die Antiwasserstoffatome mit Mikrowellen einer bestimmten Frequenz bestrahlen. Daraufhin wird das gesamte Antiatom aus der Falle hinausgestoßen. Genau dieses Verhalten beobachteten die Forscher in ihrem Experiment.

„Die Studie zeigt, dass es machbar ist, Mikrowellenspektroskopie bei schwer zu handhabenden Antiatomen einzusetzen”, erklärt Walter Hardy von der University of British-Columbia, ein Mitautor der Studie. Von solchen Untersuchungen versprechen sich die Forscher wichtige Informationen über Symmetrie von Materie und Antimaterie. Theorien zu Folge sollten sie in ihren Eigenschaften perfekt symmetrisch sein, doch das erklärt nicht, warum unser heutiges Universum fast nur aus Materie besteht. Die Untersuchung von Antiatomen könnte einen Hinweis darauf ergeben, ob dies mit einer Verletzung der vorausgesagten Symmetrie zusammenhängt.