Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Symmetriebrechung: Teilchen, Antiteilchen und der kleine Unterschied

Mit präzisen Messungen an subatomaren Teilchen und ihren Antiteilchen suchen Physiker am CERN nach neuen physikalischen Phänomenen. Sie erhoffen sich nicht zuletzt bessere Antworten auf die Frage, warum wir in einer Welt aus Materie leben, wo doch Materie und Antimaterie gleichermaßen im Universum entstanden sein müssten.
Winziges Ungleichgewicht

Eines der großen Rätsel der Physik ist das augenscheinliche Ungleichgewicht von Materie und Anti­materie in unserer Welt. Bisher gibt es im Universum keinerlei Anzeichen für Planeten, Sterne oder gar Galaxien aus Antimaterie. In der Frühphase des Kosmos sollte von beiden Materiesorten gleich viel entstanden sein: Energiereiche Strahlung erzeugte damals fortlaufend massenhaft Paare aus Teilchen und Antiteilchen – beide unterscheiden sich nur durch ihre entgegengesetzten Ladungen –, die sich gegenseitig wieder vernichteten und zerstrahlten. Heute, nachdem sich das Universum stark abgekühlt hat, ist ein Materieteilchen auf eine Milli­arde Strahlungsteilchen übrig. Dieser kleine Überschuss hat genügt, um daraus unsere Materiewelt zu erschaffen. Doch wo sind die Antiteilchen geblieben?

1967 erklärte der russische Physiker Andrei Sacharow das Übergewicht an Materie unter anderem mit subtilen Unterschieden zwischen einer Welt aus Teilchen und einer entsprechenden aus Antiteilchen. Einige Vorgänge müssen hier anders ablaufen als dort. Teilchen und Antiteilchen sind also keine exakten Spiegelbilder – Wissenschaftler sprechen von einem Symmetriebruch ...

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Chinas gigantischer Neutrinodetektor geht an den Start

In dieser Ausgabe der »Woche« gehen wir einem der größten Rätsel der Physik nach: der bisher nicht messbaren Masse von Neutrinos. Um der Lösung ein Stück näher zu kommen, wird in China gerade eine riesige neue Forschungsanlage unter der Erde gebaut. Außerdem: Wie konnten Sauropoden so riesig werden?

Spektrum - Die Woche – Liebes Gehirn, konzentrier dich doch mal!

Unser Gehirn empfängt ununterbrochen Reize aus unserer Umgebung. Wie können wir trotzdem fokussiert sein und uns auf bestimmte Dinge konzentrieren? In dieser Ausgabe der »Woche« widmen wir uns dem Phänomen der Aufmerksamkeit und Konzentration. Außerdem: Neutrino-Experiment KATRIN bekommt Konkurrenz.

Spektrum - Die Woche – Gegen die Regeln

Dass das Standardmodell der Teilchenphysik Lücken aufweist, ist in der Fachwelt mittlerweile kein Geheimnis mehr, die Gründe für die häufigen Messabweichungen aber schon. Ursache könnten noch unbekannte Teilchen und Kräfte sein. Außerdem in der »Woche«: Bald schon Wasserstoffantrieb für Flugzeuge?

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

Christenson, J. H. et al.: Evidence for the 2π Decay of the K20 Meson. In: Physical Review Letters 13, 138, 1964

LHCb Collaboration: First Observation of CP Violation in the Decays of Bs0 Mesons. In: Physical Review Letters 110, 221601, 2013

LHCb Collaboration: Precision Measurement of the Bs0–Bs0 Oscilla­tion Frequency with the Decay Bs0   Ds– π+. In: New Journal of Physics 15, 2013

LHCb Collaboration: Measurement of Matter-Antimatter Differences in Beauty Baryon Decays. In: Nature Physics 13, S. 391-396, 2017

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.