ALPHA: Eine neue Ära der Präzision für die Antimaterieforschung
Zum ersten Mal in der Geschichte haben Forscher an CERN konnten die Spektralstruktur eines Antimaterie-Antiwasserstoffatoms in voller Farbenpracht untersuchen. Die Arbeit verspricht, dazu beizutragen, die Ähnlichkeiten und, wenn überhaupt, wesentliche Unterschiede zwischen Wasserstoff und seinem Gegenstück zur Antimaterie aufzudecken. Das Wasserstoffatom ist das am besten verstandene und vermessene Atomsystem im Universum und bietet eine einzigartig nützliche Forschungsquelle für Forscher, die sich für Antimaterie interessieren. Man hofft, dass die Arbeit dazu beitragen wird, entscheidendes Licht auf die Entstehung des Universums zu werfen.
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Für ihre Studie haben Forscher des CERN (früher bekannt als Europäische Organisation für Kernforschung) gearbeitet analysierte etwa 15.000 Antiwasserstoffatome und führte eine Reihe von Frequenzmessungen durch Laser. Die Ergebnisse sind die präzisesten Messungen, die in 30 Jahren Forschung in Bezug auf Antiwasserstoff durchgeführt wurden.
Es wird angenommen, dass Antimaterieteilchen die gleiche Masse wie ihre regulären Gegenstücke, aber die entgegengesetzte Ladung haben. Das bedeutet, dass sie statt eines negativ geladenen Elektrons ein positiv geladenes Positron besitzen. Alle anderen möglichen Unterschiede zwischen regulärer Materie und Antimaterie könnten Wissenschaftlern dabei helfen, einige grundlegende Fragen zum Status der Materie im Universum zu klären.
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„Das wäre eine riesige Geschichte gewesen, wenn wir es getan hätten“ Professor Jeffrey Hangst, der an dem Projekt gearbeitet hat, sagte gegenüber Digital Trends, ob bisher Unterschiede festgestellt wurden oder nicht. „Aber wir sind immer noch nicht auf dem gleichen Präzisionsniveau wie Wasserstoff.“ Wir haben noch einen Faktor von etwa 500 vor uns, bevor wir sagen können, dass Wasserstoff und Antiwasserstoff im Rahmen unserer derzeitigen Möglichkeiten dasselbe sind. Aber das ist dennoch bedeutsam. Wir machen das, was Materiewissenschaftler Spektroskopie nennen: Wir messen zum ersten Mal die Form und Spektrallinie in Antimaterie. Das ist riesig für uns.“
Hangst erklärte, dass es keine realistische Chance gebe, die Arbeit auf die Untersuchung anderer Arten von Antimaterieatomen auszudehnen. „Das liegt nicht im Bereich dessen, was wir heute für möglich halten“, sagte er. „Antihelium, das nächstschwerere Atom, ist völlig außer Reichweite. Im probabilistischen Sinne könnten wir nie genug daraus machen, um es zu halten und Spektroskopie durchzuführen. Wir diskutieren darüber nicht ernsthaft. Selbst so etwas wie ein Wasserstoffisotop ist unserer Meinung nach keine gute Hoffnung.“
Dennoch gibt es bei der Analyse von Antiwasserstoffatomen noch viel zu tun. Hangst sagte, der Plan bestehe insbesondere darin, die Auflösung, mit der sie derzeit Antiwasserstoff analysieren können, weiter zu verbessern.
Ein Papier, in dem die Arbeit beschrieben wurde, war kürzlich in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
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