Schwerstes Antimaterie-Teilchen gefunden

  • 27. April 2011

Das am Teilchenbeschleuniger RHIC entdeckte Antihelium-4 könnte den Rekord des schwersten nachgewiesenen Antimaterie-Kerns für die nächsten Jahrzehnte halten.

Mit Hilfe des Teilchenbeschleunigers RHIC ("Relativistic Heavy Ion Collider") am Brookhaven National Laboratory (USA) sollen die physikalischen Bedingungen im frühen Universum simuliert und untersucht werden. Eine internationale Forschergruppe hat jetzt im Rahmen des STAR-Experiments am RHIC den Antimaterie-Partner des Helium-4-Kerns nachweisen können. Bei dem als Antihelium-4 bezeichneten Teilchen handelt es sich um den schwersten bisher entdeckten Antimaterie-Kern.

Abb.: Nachweis eines Antihelium-4-Kerns (rot) bei Gold-Ionen-Kollisionen im STAR-Detektor am RHIC Teilchenbeschleuniger (Bild: Brookhaven National Laboratory)

In den gesammelten Detektordaten aus fast einer Milliarde Teilchenkollisionen von Gold-Ionen gelang es den Forschern in 18 Fällen die einzigartige Signatur von Antihelium-4 nachzuweisen. Das neue Antiteilchen besteht aus zwei Antiprotonen und zwei Antineutronen und hat somit die doppelte Elektronenladung und nahezu vierfache Protonenmasse. Beide Eigenschaften waren in den Daten klar erkennbar und ließen keine Zweifel an dem sensationellen Fund.

Die beteiligten Wissenschaftler gehen davon aus, dass der neue Rekord für einige Jahrzehnte halten wird. Schwerere Antimaterie-Kerne, die nicht radioaktiv zerfallen, sind millionenfach seltener und mit der heutigen Technologie kaum nachweisbar.

Den Forschern gelang es außerdem die Häufigkeit zu messen, mit der Antihelium-4 in Kernreaktionen gebildet wird. Die Ergebnisse stimmen mit theoretischen Berechnungen überein und könnten einen wichtigen Beitrag zur Suche nach Antimaterie im Universum leisten. Sollte es tatsächlich gelingen Antihelium-4 im All nachzuweisen, zum Beispiel durch das Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) auf der Internationalen Raumstation ISS, so kann dies ein Hinweis auf die Existenz großer Mengen Antimaterie im Universum sein.

AL / Brookhaven National Laboratory


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