Teilchenphysik: Kein Molekül aus Materie und Antimaterie
Auch wenn Wissenschaftler bereits Atome und Moleküle aus Antimaterie synthetisiert haben – ein gemischtes Molekül aus Wasserstoff und Antiwasserstoff kann es niemals geben. Zu diesem Ergebnis sind die theoretischen Physiker Dima Gridnev und Carsten Greiner von der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt gekommen.
Die Berechnungen der beiden Forscher gelten allgemein für Systeme mit zwei positiven und zwei negativen Ladungen, die über Coulomb-Kräfte miteinander wechselwirken. Die Teilchen können sich zwar durchaus zu einem Wasserstoffatom – mit Proton und Elektron – sowie einem Antiwasserstoffatom – aus Antiproton und Positron – zusammenfinden, aber die Energie der beiden getrennten Atome, bzw. Antiatome, wäre stets geringer als für ein Molekül aus ihnen. Selbst ein Austausch des Wasserstoffs gegen seine schwereren Isotope Deuterium oder Tritium würde daran nichts ändern.
In einem möglichen Experiment würden sich das Proton und das Antiproton nach Angaben von Gridnev so weit nähern, dass sie für andere Teilchen wie eine elektrisch neutrale Kombination wirken würden. Es entstünden anstelle eines Moleküls ein Protonium genannter gebundener Zustand von Proton und Antiproton sowie das Pendant aus Elektron und Positron, ein Positronium.
Die Berechnungen der beiden Forscher gelten allgemein für Systeme mit zwei positiven und zwei negativen Ladungen, die über Coulomb-Kräfte miteinander wechselwirken. Die Teilchen können sich zwar durchaus zu einem Wasserstoffatom – mit Proton und Elektron – sowie einem Antiwasserstoffatom – aus Antiproton und Positron – zusammenfinden, aber die Energie der beiden getrennten Atome, bzw. Antiatome, wäre stets geringer als für ein Molekül aus ihnen. Selbst ein Austausch des Wasserstoffs gegen seine schwereren Isotope Deuterium oder Tritium würde daran nichts ändern.
In einem möglichen Experiment würden sich das Proton und das Antiproton nach Angaben von Gridnev so weit nähern, dass sie für andere Teilchen wie eine elektrisch neutrale Kombination wirken würden. Es entstünden anstelle eines Moleküls ein Protonium genannter gebundener Zustand von Proton und Antiproton sowie das Pendant aus Elektron und Positron, ein Positronium.
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