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

Quantenphysik: Antimaterie-Überschuss im Proton

Vor zwei Jahrzehnten haben Messungen eine mysteriöse Ungleichverteilung der Bestandteile des Protons enthüllt. Auf der Suche nach den Ursachen zeigen nun neue Messdaten, wie die Asymmetrie Atomkerne stabilisieren könnte.
von Natalie Wolchover
Proton
© generalfmv / Getty Images / iStock; Bearbeitung: Spektrum der Wissenschaft (Ausschnitt)

Viele mag überraschen, dass die positiv geladenen Bestandteile des Atomkerns etwas Antimaterie enthalten. In der Schule lernen wir bestenfalls, dass Protonen aus drei »Quarks« zusammengesetzt sind – zwei so genannten Up-Quarks und einem Down-Quark. Deren elektrische Ladung von +2/3 beziehungsweise –1/3 verleihen dem Proton seine Gesamtladung von +1. Doch das Bild ist vereinfachend und verkennt einige bis heute rätselhafte Verhältnisse.

In Wirklichkeit wirbeln im Inneren des Protons sechs Arten von Quarks in ständig schwankender Menge herum, hinzu kommen deren entgegengesetzt geladene Gegenstücke aus Antimaterie (Antiquarks) sowie »Gluonen«. Letztere halten alles zusammen, können sich dabei in die anderen Bestandteile dieses »Protonensees« verwandeln und sich selbst vervielfältigen …

Download (Abo)

Kennen Sie schon …

Spektrum der Wissenschaft – Quantengravitation im Labor: Experimente könnten die Quantennatur der Raumzeit enthüllen

Zwei Artikel in dieser Ausgabe stellen neue Experimente und Versuchsideen vor, die das postulierte Quantenteilchen der Schwerkraft, das Graviton, sowie die die Quantennatur der Raumzeit nachweisen sollen. Aktuell werden die ersten Versuche dieser Art umgesetzt und von der Fachwelt mit Spannung verfolgt. Daneben berichten wir über Tensornetzwerke, die klassische Computer leistungsfähiger machen als gedacht und so eine Konkurrenz für Quantencomputer darstellen. Außerdem: wie gentechnisch maßgeschneiderte Phagen – Viren, die Bakterien befallen – in der Medizin eine wichtige Rolle übernehmen könnten, neue Erkenntnisse über die neolithische Revolution am Amazonas und die Diskussion, ob auch in der Ökologie eine Replikationskrise besteht.

Spektrum - Die Woche – Wie ein Elementarteilchen unser Weltbild auf die Probe stellte

Das magnetische Moment des Myons stellte das Standardmodell in Frage. Doch Fortschritte bei theoretischen Berechnungen konnten die Unstimmigkeiten zu den hochpräzisen Experimenten nun ausräumen. Darüber hinaus: Wie wirkt sich unsere Darmflora auf die Wirksamkeit von Krebsbehandlungen aus?

Spektrum - Die Woche – Spermakrise: Mysteriöser Samenschwund

Könnte die Menschheit aussterben, weil Männer immer weniger funktionstüchtige Samenzellen haben? Unsere Titelgeschichte »Mysteriöser Samenschwund« informiert über die »Spermakrise«. Zahlreiche Studien deuten auf einen Rückgang der Spermienzahlen hin. Wie ernst ist die Lage wirklich?

  • Quelle

Dove, J. et al.:The asymmetry of antimatter in the proton. Nature 590, 2021

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!

Artikel zum Thema

Themenkanäle

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