Teilchenphysik: Warum siegte die Materie über die Antimaterie?
© CERN (Ausschnitt)
Der weltweit größte Teilchenbeschleuniger, der Large Hadron Collider (LHC) des CERN in Genf, lässt mit neuen Beobachtungen Teilchenphysiker auf die Lösung eines der größten Physik-Rätsel hoffen. Ein Team an einem der vier großen Teilchendetektoren des LHC – dem LHCb-Detektor – beobachtete seltene Teilchenzerfälle. Sie könnten Hinweise darauf geben, warum es im All deutlich mehr Materie als Antimaterie gibt, obwohl beide Materieformen beim Urknall in gleichen Mengen entstanden sein sollen.
Physiker vermuten, dass Unterschiede beim Zerfall von Antimaterie und Materie schließlich fast nur Materie übrig bleiben ließ. Das Team um Sheldon Stone von der Syracuse University im US-Bundesstaat New York beobachtete bislang ungesehene Zerfälle eines so genannten Bs-Mesons. Diese Teilchenart existierte nur unmittelbar nach dem Urknall und kann heute nur künstlich in Teilchenbeschleunigern hergestellt werden.
Bs-Mesonen bestehen aus einem "strange"-Quark und einem "beauty"-Anti-Quark. Sie entstehen, wenn Protonen, die sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, miteinander kollidieren, wie dies im LHC der Fall ist. Weil Bs-Mesonen ein eigenartiges Verhalten zeigen – sie verwandeln sich beispielsweise in ihr Antiteilchen und wieder zurück –, nehmen Physiker an, dass sie eine wichtige Rolle beim Sieg der Materie über die Antimaterie gespielt haben. Die Teilchen könnten Hinweise auf die Natur der Kräfte liefern, die zu dem Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie geführt haben. Der LHCb-Detektor dient der Suche nach neuen Arten von Fundamentalkräften in der Natur.
"Wir wollen die Kräfte erforschen, die hinter dem Zerfall dieser Teilchen stehen", sagt Stone. "Solche Kräfte existieren, wir wissen aber nicht, was sie sind. Sie könnten erklären, warum Antimaterie anders zerfällt als Materie." (cm)
Physiker vermuten, dass Unterschiede beim Zerfall von Antimaterie und Materie schließlich fast nur Materie übrig bleiben ließ. Das Team um Sheldon Stone von der Syracuse University im US-Bundesstaat New York beobachtete bislang ungesehene Zerfälle eines so genannten Bs-Mesons. Diese Teilchenart existierte nur unmittelbar nach dem Urknall und kann heute nur künstlich in Teilchenbeschleunigern hergestellt werden.
Bs-Mesonen bestehen aus einem "strange"-Quark und einem "beauty"-Anti-Quark. Sie entstehen, wenn Protonen, die sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, miteinander kollidieren, wie dies im LHC der Fall ist. Weil Bs-Mesonen ein eigenartiges Verhalten zeigen – sie verwandeln sich beispielsweise in ihr Antiteilchen und wieder zurück –, nehmen Physiker an, dass sie eine wichtige Rolle beim Sieg der Materie über die Antimaterie gespielt haben. Die Teilchen könnten Hinweise auf die Natur der Kräfte liefern, die zu dem Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie geführt haben. Der LHCb-Detektor dient der Suche nach neuen Arten von Fundamentalkräften in der Natur.
"Wir wollen die Kräfte erforschen, die hinter dem Zerfall dieser Teilchen stehen", sagt Stone. "Solche Kräfte existieren, wir wissen aber nicht, was sie sind. Sie könnten erklären, warum Antimaterie anders zerfällt als Materie." (cm)
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