Forscher am CERN berichten über die erste Messung des Antiwasserstoffspektrums. Wir sind einen Schritt näher dran zu verstehen, warum unser Universum der Materie überhaupt existiert.
Forscher am CERN haben heute (7. März 2012) bekannt gegeben, dass sie einen wichtigen Schritt unternommen haben, um die Struktur des Antimaterie-Gegenstücks des einfachsten Atoms Wasserstoff zu untersuchen. Sie berichten über die erste Messung des Antiwasserstoffs Spektrumund nannte es eine "bescheidene" Messung. Diese neue Arbeit sollte uns einen Schritt näher bringen, um das grundlegende Rätsel zu lösen, warum unser Universum der Materie überhaupt existiert.
Diese Nachricht stammt von der CERN-Alpha-Gruppe, die im Juni 2011 routinemäßig gefangen Antiwasserstoffatome für lange Zeiträume. In einer Pressemitteilung, die die Gruppe heute Morgen an EarthSky geschickt hatte, sagte das Team:
Der jüngste Fortschritt von ALPHA ist der nächste wichtige Meilenstein auf dem Weg zu präzisen Vergleichen zwischen Atomen gewöhnlicher Materie und Atomen Antimaterie. Dies hilft dabei, eines der tiefsten Rätsel der Teilchenphysik zu lösen und vielleicht zu verstehen, warum ein Universum aus Materie existiert alle.
Das ALPHA-Experiment am CERN, bei dem Forscher ein Spektrum eines Antiwasserstoffatoms gemessen haben. Bildnachweis: Maximilien Brice / CERN über Scientific American.
Die CERN Alpha Group veröffentlichte ihre Ergebnisse in einem heute online veröffentlichten Artikel der Zeitschrift Natur. Das CERN - dessen berühmtestes Gerät der Large Hadron Collider (LHC) ist, ein riesiger Teilchenbeschleuniger, der die Grenze zwischen der Schweiz und Frankreich etwa 100 Meter unter der Erde überspannt - nennt dieses Ergebnis einen "wichtigen Meilenstein" seine Pressemitteilung:
Heute leben wir in einem Universum, das ganz aus Materie zu bestehen scheint, doch beim Urknall hätten Materie und Antimaterie in gleicher Menge existiert. Das Rätsel ist, dass alle Antimaterie-Nähte verschwunden sind, was zu der Schlussfolgerung führt, dass die Natur Materie gegenüber Antimaterie leicht bevorzugt. Wenn Antiwasserstoffatome detailliert untersucht werden können, wie das jüngste Ergebnis von ALPHA nahe legt, bieten sie möglicherweise ein leistungsfähiges Instrument zur Untersuchung dieser Präferenz.
Wasserstoffatome sind die einfachsten Atome im Universum, von denen angenommen wird, dass sie sich im Urknall gebildet haben, in dem das Universum begann. Ein Wasserstoffatom besteht aus einem einzelnen Elektron, das einen zentralen Kern umkreist.
Die CERN-Forscher nutzten die Tatsache, dass das Feuern von Licht auf Atome dazu führt, dass sie "angeregt" werden, so dass die Elektronen der Atome in höhere Bahnen springen. Die Elektronen entspannen sich später durch Emission von Licht in einen Grundzustand zurück. Das von Elektronen in einem Wasserstoffatom emittierte Licht hat a Häufigkeitsverteilung - oder Spektrum - das ist einzigartig für Wasserstoff. Nach dem, was Physiker über die Natur verstehen, Antiwasserstoff sollte haben ein Spektrum, das mit normalem Wasserstoff identisch ist. Die Messung dieses Spektrums war ein Ziel der Zusammenarbeit von ALPHA. Der Sprecher der Gruppe, Jeffrey Hangst, sagte:
Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum und wir verstehen seine Struktur sehr gut. Jetzt können wir endlich anfangen, die Wahrheit aus Antiwasserstoff herauszuholen. Sind anders? Wir können zuversichtlich sagen, dass die Zeit es zeigen wird.
Weitere Informationen über den Alpha-Apparat und seine Arbeit erhalten Sie im folgenden Video:
Fazit: Forscher am CERN gaben am 7. März 2012 bekannt, dass sie ein Spektrum von Antiwasserstoff gemessen haben.