Die Physiker der europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) haben einen neuen Rekord aufgestellt. Im Rahmen des sogenannten Baryon-Antibaryon-Symmetrie-Experiments (BASE) konnten die Wissenschaftler erstmalig die Massen von Protonen und Antiprotonen auf elf Stellen nach dem Komma vergleichen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachmagazin Nature.
Physiker finden keine Antworten
Tatsächlich dreht es sich bei den Versuchen um nicht weniger als die Frage nach der Existenz aller Massen im Universum. Der Rekord wirft für die Forscher in Genf jedoch eher mehr Fragen auf als er Antworten geben könnte. „Wir haben keinen Unterschied zwischen Protonen und Antiprotonen gefunden, der die Existenz von Materie im Universum erklären könnte“, so Experiment-Gründer Stefan Ulmer gegenüber der Deutschen Presse-Agentur.
Materie und Antimaterie weisen entgegengesetzte Ladungen auf. Treffen sie aufeinander, vernichten sich die Elementarteilchen und heben entsprechend ihre Wirkung auf. „Das müsste auch beim Urknall passiert sein – ist es aber nicht, denn wir existieren ja“, so Ulmer. „Im Kern geht es um die Frage nach dem Ursprung unserer Existenz. […] Wenn wir die Urknalltheorie und das Standardmodell der Teilchenphysik vereinigen, gibt es eigentlich keinen Grund, warum das Universum entstehen sollte.“
Messung bis auf elf Nachkommastellen genau
Somit müssen sich die Physiker auch weiterhin mit theoretischen Modellen zufriedengeben. Einige Wissenschaftler gingen bislang davon aus, dass eine Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie besteht. Wäre dies allerdings der Fall, dann hätten die Experimente am CERN Protonen nach einem Zusammenstoß der Elementarteilchen messen müssen. Für die Messung kam ein 25 cm langer elektromagnetischer Container zum Einsatz, der als Penning-Falle bezeichnet wird. In der Vorrichtung lassen sich die Schwingungen von Protonen und Antiprotonen aufzeichnen und vergleichen.
Doch auch mit den elf Nachkommastellen konnte kein Ungleichgewicht erkannt werden. „Wir haben mit hoher Messpräzision ausgeschlossen, dass der Unterschied zwischen Materie und Antimaterie auf eine Differenz der Masse beruht“, sagte Ulmer gegenüber der dpa.
Forscher möchten nun magnetische Eigenschaften testen
Nun soll eine andere Theorie auf den Prüfstand gestellt werden. Anstelle der Masse soll der Fokus dann auf dem magnetischen Moment liegen. Die Forscher beabsichtigen zu messen, inwiefern die Teilchen um die eigene Achse schwingen und ob es hierbei Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie gibt.
Der Ausgang ist auch hierbei völlig unklar. Dass indes gravitative Kräfte andere Wirkungen entfalten, soll in einem anderen Experiment ebenfalls ausgeschlossen worden sein. Auch hier zeigen vorläufige Ergebnisse, dass die Reaktion von Antimaterie und Materie völlig identisch stattfindet.
„Die Frage warum existieren wir? Kann die moderne Physik noch nicht beantworten,“ stellt Stefan Ulmer fest. Einen Misserfolg stellt die bislang wenig erfolgreiche Suche nach den Unterschieden der Elementarteilchen nicht dar. Die Forscher können schließlich immer weiter eingrenzen, wie sich die Bausteine des Universums zueinander verhalten. Dabei erlaube die Technologie des CERN eine zehnmal höhere Genauigkeit als bisher.
Die Suche nach dem Ursprung allen Seins geht also weiter.
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