Teilchenphysik Das Universum in der Protonenfalle

Das magnetische Moment: Physiker haben diese Grundeigenschaft des Protons extrem genau gemessen. Nun wollen sie sich das Antiproton vornehmen. Winzige Unterschiede zwischen den Teilchen könnten erklären, wieso das Universum existiert.


Im Universum hat die Materie offensichtlich die Oberhand, nicht die Antimaterie. Zwar haben Forscher nicht nur in der Weite des Alls, sondern auch über Gewitterwolken Antiteilchen nachweisen können. Doch dieses Auftauchen von Positronen, Antielektronen, ist eine exotische Ausnahme. Positronen ist unter den herrschenden Bedingungen ohnehin nur eine begrenzte Lebensdauer beschert. Sobald sie mit Materie kollidieren, löschen sich beide spiegelbildlichen Teilchen gegenseitig aus, wobei große Mengen Strahlung entstehen.

Warum aber haben sich Materie und Antimaterie nicht direkt nach dem Urknall komplett ausgelöscht? Physiker vermuten, dass winzige Unterschiede zwischen Teilchen und Antiteilchen dafür verantwortlich sind und suchen deshalb nach genau diesen Variationen.

Eine Grundlage dafür ist, die Eigenschaften der Materie genau zu kennen. Physiker aus Deutschland und Japan haben deshalb das sogenannte magnetische Moment des Protons in vorher unerreichter Präzision ermittelt. Im Fachmagazin "Nature" berichtet das Team um Andreas Mooser von der Johannes Gutenberg Universität in Mainz von den Messungen. Protonen sind, zusammen mit Neutronen, die Bausteine von Atomkernen.

Wie eine winzige Kompassnadel

Um das magnetische Moment direkt zu messen, fingen die Physiker ein einzelnes Proton in einer sogenannten Penning-Falle ein, in der sie es durch magnetische und elektrische Felder festhalten. In der Falle herrscht ein nahezu vollständiges Vakuum. Die Apparatur ermöglicht es den Forschern, ein Proton für mindestens ein Jahr in der Falle zu halten.

Sein magnetisches Moment verrät das Teilchen, vereinfacht ausgedrückt, durch Schwingungen und einen extrem schwachen Strom, den die Physiker messen können.

Die Arbeit war unter anderem herausfordernd, weil das magnetische Moment des Teilchens so klein ist. "Sieht man das Proton als kleinen Stabmagneten an, dann ist sein magnetisches Moment um 24 Größenordnungen, das ist ein Millionstel eines Milliardstels eines Milliardstels, schwächer als eine typische Kompassnadel", sagt Klaus Blaum vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, der an der Studie beteiligt war. Das magnetische Moment des Protons sei fast 700-mal kleiner als das des Elektrons. Weshalb Forscher diese Eigenschaft des Elektrons schon in den Achtzigern genau messen konnten - beim Proton jedoch erst jetzt nachgelegt haben.

Mit der nun möglichen Genauigkeit wollen die Physiker sich dem Antimaterie-Zwilling des Protons zuwenden und dessen magnetisches Moment ermitteln. Wird sich dort eine messbare Abweichung finden? Ein entsprechendes Experiment, "Base" genannt, bauen sie am Kernforschungszentrum Cern in Genf auf.

Kleinste Teilchen, riesige Maschinen

wbr

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matijas 01.06.2014
1. wie oder wieso?
Zitat von sysopC. Rodegheri/ MPI für KernphysikDas magnetische Moment: Physiker haben diese Grundeigenschaft des Protons extrem genau gemessen. Nun wollen sie sich das Antiproton vornehmen. Winzige Unterschiede zwischen den Teilchen könnten erklären, wieso das Universum existiert. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/teilchenphysik-magnetisches-moment-des-protons-gemessen-a-972729.html
Wie oder wieso?
Toll-s-toy 01.06.2014
2. GRANDIOSE Winzigkeiten !
Zitat von sysopC. Rodegheri/ MPI für KernphysikDas magnetische Moment: Physiker haben diese Grundeigenschaft des Protons extrem genau gemessen. Nun wollen sie sich das Antiproton vornehmen. Winzige Unterschiede zwischen den Teilchen könnten erklären, wieso das Universum existiert. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/teilchenphysik-magnetisches-moment-des-protons-gemessen-a-972729.html
„ (…)Könnten TEILWEISE erklären, wieso das Universum existiert.“
buerger_nr_x 01.06.2014
3. Witzig ...
Witzig … könnten erklären … wieso, warum, weshalb … aber Religion mit Glaubensannahmen und Ableitungen daraus: Aber ich bitte sie, wir sind doch modern … Da wird immer etwas erklärt mit etwas neuem, was dann wieder genau so ein Rätzel ist. (Nur wird das dann zumeist verschwiegen.) Das Higgs-Feld ist ja nun auch auf einmal da und der Weisheit aktuell nicht zu hinterfragender letzter Schluss für so manchen, der meint, nun so manches, wenn nicht gar alles bestens herleiten zu können. Dabei werden die Grundannahmen leider oft nicht erwähnt und so kommt es oft, egal wo, zu Streitereien selbst dort, wo man nicht mal gegeneinander stehende Interessen vertreten sollte. Und da fasse ich mir ertappt selbst an die Nase. …
paoloDeG 01.06.2014
4. Das magnetische Moment
Was die Antimaterie größtenteils ausgemerzt hat ist die Dunkle Energie! Das winziste Teilschen ist die Dunkle Energie, die aber die grösste Masse aufweist! Bei ein Zusammentreffen von Antimaterie und Dunkle Energiegeschiet eine Wandlung det Antimaterie in Materie und zwar in elektromagnetische Teilchen auf Grund der viel höhere Masse der Dunkle Energie! Es existiert im Universum eine Quelle von Dunkle Energie und damit wird das Universum immer grösser! das bedeutet, das Universum baut sich immer weiter auf durch das entspringen von immer mehr neue Dunkle Energie! Wenn diese Guelle endet, dann fehlt das Universum in sich selbst und verursacht ein Big Beng von dem ein oder mehrere neue Universum entstehen oder das NICHTS (alles verschwindet) entsteht!
Myrlin 01.06.2014
5. Antimaterie
Der Bezug von Materie zu Antimaterie ist in der Tat so, das sie sich zwangsweise 'auslöschen', wobei auslöschen das falsche Wort ist. Aus der Verbindung eines Positrons mit einem Elektron entsteht ein Photon. Jede Sonne weißt jedoch eine sehr gleichmäßige Abgabe von Photonen auf. Man benutzt also eine willkürliche Materie-Antimaterie-Definition, um eine Regelmäßigkeit zu begründen. Das ist so Falsch, wie etwas nur sein kann. Aber es wurde so seit Jahrhunderten gelehrt. Ist die Erde eine Scheibe oder Rund? Hinzu kommt das natürliche Auftreten von Positionen bei Gewitterblitzen. Elektronen strömen von der Wolke aus zur Erde, Positronen ins All. Ursprungsort von Elektronen und Positronen ist die Wolke. Und die Positronen verursachen keine Photonenexplosion? Naja. Dazu kommt das Geschehen innerhalb jeder Sonne wo Anfangs Wasserstoff zu Deuterium wird. Also 1 Elektron und 1 Proton binden ein extra Neutron. Schwerer Wasserstoff. Das Neutron hat seine Ladung vorher verloren. Was ist passiert? Durch die gleichmäßige Abgabe von Photonen gibt jede Sonne gleichmäßig Ladung ab in Form von Elektron und Positron. Also besteht ein Wasserstoff aus Elektron, Positron und Neutron oder Elektron und Proton? Ist die Erde eine Scheibe oder Rund? Die Physik belegt mit der Antimateriedefinition eine logische Unmöglichkeit. Es gibt kein Proton da es sich um ein Positron und ein Neutron handelt. Das besagt die Logik. Wer das nicht glauben möchte darf gerne versuchen, die angesprochenen Wiedersprüche zu erklären. :-)
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