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Besser als Sciencefiction

"Wenn demnächst wieder ein Zeuge Jehovas bei Ihnen klingelt, seien Sie besonders vorsichtig. Geben Sie ihm auf keinen Fall die Hand – es könnte Ihr (physisches) Ende bedeuten. Denn falls er aus Antimaterie besteht, zerstrahlen Sie beide in einem gewaltigen Gammastrahlenblitz. Das nennt man Annihilation – der Albtraum des Universums. Andererseits gibt es keine effektivere Art der Energieumwandlung: Der Wirkungsgrad ist 100 Prozent. Nutzen und Schaden der Antimaterie liegen eng beieinander."

Das neue Buch von Frank Close klingt zunächst nach Sciencefiction. Es ist aber eine physikalisch fundierte und zugleich amüsante Aufbereitung des Themas. Der verständlich geschriebene Text lässt keinen Aspekt aus, auch wenn die Wiederholungen etwas lästig sind. Für den Autor, englischer Professor für Physik in Oxford, ist natürlich sein berühmter Landsmann P. A. M. Dirac die zentrale Figur. Er ist der "Schöpfer" der Antimaterie – jedenfalls theoretisch. Sein erfolgreicher Versuch der Vereinigung von Quantenmechanik und (Spezieller) Relativitätstheorie führte 1928 zur "Dirac-Gleichung".

Sie beschreibt neben dem klassischen Elektron auch dessen Antiteilchen, das Positron. Es wurde vier Jahre später in der kosmischen Strahlung entdeckt. Positronen sind normalerweise virtuelle Teilchen in einem unendlichen "See" negativer Energien, bis ein Gammastrahl sie zum Leben erweckt – immer zusammen mit ihren Materiepartner, dem Elektron. Doch das Vergnügen als reales Objekt währt nur kurz, die gegenseitige Anziehung führt zur Annihilation. Später wurden auch das Antiproton und Antineutron entdeckt, und es gelang sogar Antiwasserstoffatome kurzzeitig zu erzeugen. Genau im Faktor Zeit liegt aber das Problem für die technische Nutzung der Antimaterie.

Der Autor beschreibt überzeugend, wie schwierig die künstliche Erzeugung und nachfolgende Speicherung von Antimaterie ist. Nur für geringste Mengen ist das bislang gelungen. Die ernüchternde Erkenntnis: Es ist deutlich mehr Energie erforderlich, als bei der Zerstrahlung herauskommt. Nur wenn es größere natürliche Vorkommen gäbe, würde sich die Sache lohnen. Es spricht aber vieles dafür, dass nahezu das gesamte Universum aus Materie besteht. Schuld an der Misere ist der Urknall, der es offenbar durch einen – derzeit noch völlig unverstandenen – Mechanismus geschafft hat, die Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie dauerhaft zu beenden.

Close präsentiert hier einige Ideen, die allerdings sehr spekulativ wirken. Klar ist: Es muss eine Art Massenvernichtung von Antiteilchen im frühen Universum gegeben haben. Fairerweise sollte man aber erwähnen, dass wir aus der Distanz nicht erkennen können, ob ein Stern oder eine Galaxie aus Antimaterie besteht. Nur intelligente Aliens könnten uns Auskunft geben, vorausgesetzt sie haben wie wir bereits die geringe Verletzung der CP-Symmetrie bei K-Mesonen entdeckt.

Für Waffenfans gibt es also kaum Hoffnung auf eine Antimateriebombe, die in Dan Browns Roman "Illuminati" den Vatikan auslöschen soll. Gleiches gilt auch für die Themen "Antimateriereaktor" und "Antimaterieantrieb" à la Star Trek. Es wäre so schön: Die völlig Umwandlung von Masse in Energie nach der simplen Formel E = mc2, doch der Preis dafür ist zum Glück einfach zu hoch.

Frank Close hat ein interessantes Buch über ein "Sciencefiction"-Thema geschrieben. Er räumt mit vielen Mythen auf und bringt die Sache auf eine sichere physikalische Basis. Es gibt nur wenige Fehler, die wohl vom Übersetzer kommen (z.B. Eugen "Sanger" statt Sänger auf S. 184). Ein Literaturverzeichnis und ein Index runden das 200-seitige Werk ab, das leider nur wenige Schwarzweiß-Abbildungen enthält. Fazit: eine empfehlenswerte Lektüre.
25. KW 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 25. KW 2010

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