Nachweis im Teilchenstrom Antimaterie im Orbit 

In gigantischen Teilchenbeschleunigern studieren Physiker Antimaterie - doch sie findet sich auch jenseits von Laboren. Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass Antiprotonen ständig um die Erde schwirren. Die Forscher nutzten dafür Daten aus einer ungewöhnlichen Region der Atmosphäre.

Erdball: Ein Ring aus Antiprotonen - Instrumente der "Pamela"-Mission machen sie sichtbar
EUTERS / NASA Goddard Space Flight Center

Erdball: Ein Ring aus Antiprotonen - Instrumente der "Pamela"-Mission machen sie sichtbar


Hamburg - Wenn kosmische Strahlung auf die äußerste Schicht der Erdatmosphäre trifft und auf die dort existierenden Partikel einhagelt, können dabei verschiedenste Teilchen entstehen. Nicht nur gewöhnliche Materie, sondern auch Antimaterie, wie Positronen, die Gegenstücke zu Elektronen, oder Antiprotonen. Diese zerstrahlen zwar, sobald sie mit Materie kollidieren. Doch für die Dauer ihrer Existenz würden sie mit großer Wahrscheinlichkeit von der Erde eingefangen. Dann müssten sie wie ihre Materie-Gegenstücke auch im sogenannten Van-Allen-Gürtel zu finden sein. In diesem strömen energiereiche, geladene Teilchen entlang des Magnetfelds der Erde.

Physiker vermuteten deshalb schon länger, dass ein Ring von Antiprotonen in mehreren hundert Kilometern Höhe die Erde umgibt - also dort, wo der innere Van-Allen-Gürtel liegt, in dem hauptsächlich Protonen und Elektronen eingefangen sind.

Nun konnte ein internationales Forscherteam diese Theorie im Rahmen der "Pamela"-Mission bestätigen. Die Wissenschaftler um Oscar Adriani von der Universität Florenz, Italien, entdeckten 28 Antiprotonen in einem ungewöhnlichen Bereich der Atmosphäre, der sogenannten Südatlantischen Anomalie. Hier reicht der innere Van-Allen-Gürtel besonders nah an die Erde heran. Der Teilchenstrom fließt hier in nur etwa 200 Kilometer Entfernung von der Erdoberfläche.

Aus dieser kleinen Zahl können die Physiker auf eine große Menge der Antiprotonen schließen. Der Antiprotonen-Fluss in der Südatlantischen Anomalie übersteige die Menge von Antiprotonen in kosmischer Strahlung um das Tausendfache, schreiben die Wissenschaftler im Fachmagazin "Astrophysical Journal Letters". Damit sei es die reichste Antiprotonen-Quelle in der Nähe der Erde.

"Pamela", die Kurzform für "Payload for Antimatter-Matter Exploration and Light-Nuclei Astrophysics", besteht aus mehreren Messinstrumenten. Seit 2006 kreisen sie an Bord des russischen "Resurs-DK1"-Satelliten in 350 bis 610 Kilometer Höhe um die Erde. Für ihre nun veröffentlichte Untersuchung nutzen die Physiker allerdings nur die Daten, die "Pamela" in der Südatlantischen Anomalie sammelte - wo sich der Satellit nur zu 1,7 Prozent seiner Flugzeit aufhält.

Während "Pamela" in der Region also besonders produktiv war, ist die Südatlantische Anomalie in der Raumfahrt ansonsten eher gefürchtet. Wegen des ungewöhnlich starken Partikelstroms unterbrechen andere Forschungsatelliten während des Durchflugs eher ihre Messungen - und Astronauten sind hier auch höherer Strahlung ausgesetzt als gewöhnlich.

Einen sofortigen praktischen Nutzen hat diese Entdeckung nicht. Im "New Scientist" sieht jedoch der italienische Forscher Alessandro Bruno, der an der Studie beteiligt war, einen möglichen Nutzen in ferner Zukunft. "Zukünftige Raketen könnten mit der Reaktion aus Materie und Antimaterie angetrieben werden", meint er. "Wer weiß, eines Tages könnte ein Raumschiff starten und dann im inneren Van-Allen-Gürtel auftanken, bevor es weiterreist."

wbr



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