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Quark-Gluon-Plasma : Ursuppe, eiskalt serviert

Bislang konnten nur riesige Teilchenbeschleuniger den heißen Urzustand des Universums simulieren. Innsbrucker Experimentatoren fanden nun eine Alternative: Quantengase nehmen bei minus 273 Grad Celsius Eigenschaften an, die denen des Quark-Gluon-Plasmas verblüffend ähneln.
Ursuppe, eiskalt serviert
Unmittelbar nach dem Urknall bestand das Universum aus einem unvorstellbar heißen Gemisch von Quarks und Gluonen. Dieses Quark-Gluon-Plasma existierte aber nur Sekundenbruchteile lang. Dann war der explosionsartig expandierende Kosmos so weit abgekühlt, dass sich aus den Teilchen die Kernbausteine formen konnten. Den Gluonen kam dabei die Rolle eines Klebstoffs zu (to glue: englisch für kleben): Sie sorgten für eine starke Wechselwirkung zwischen den Quarks, dank derer sich je drei davon zu Neutronen und zu Protonen zusammenfanden. In diesen Kernbausteinen blieben die Quarks schließlich gefangen, denn die Bindung zwischen ihnen wird umso stärker, je mehr man sie voneinander zu entfernen sucht.

Rudolf Grimm und Florian Schreck stellen ihre Arbeit vor.

Quark-Gluon-Plasmen (QGP) gibt es heute allenfalls noch im Inneren von Neutronensternen. Um sie trotzdem zu erforschen – schließlich können sie uns viel über die Zeit gleich nach dem Urknall verraten –, greifen die Forscher zu einem nahe liegenden Trick: Sie versuchen Temperaturen zu erzeugen, wie sie damals herrschten. Dazu eignen sich Teilchenbeschleuniger, die schwere Atome wie Gold oder Blei mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinanderschießen. Eine solche Kollision heizt die dabei entstehenden Trümmer auf mehrere Billionen Grad Celsius auf – heiß genug, um die Quarks und Gluonen trotz ihrer engen Bindung für eine winzige Zeitspanne voneinander zu lösen...

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