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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Elementarteilchen-Suche nach Axionen geht weiter |
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Vieler Rätsel Lösung? |
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Das Standardmodell der Physik hat ein wenig Spiel - es fehlt ihm an Bausteinen, um ungeklärte Phänomene zu beantworten. Das Higgs-Boson ist z.B. so ein Baustein, den einige (Teilchen)physiker nachzuweisen versuchen. Oder die Axione bzw. Axion-artigen Teilchen.
Axel Lindner vom Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg schildert auf Radio Österreich 1: "Dass es solche leichten Teilchen geben kann, das wissen wir schon seit ungefähr drei Jahrzehnten - als bestimmte Phänomene der starken Wechselwirkung, die die Teilchen im Atomkern zusammenhält, untersucht wurden und man gesehen hat, dass man da bestimmte Prozesse nur verstehen kann, wenn man ein neues Teilchen postuliert, das sogenannte Axion."
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Frisch gewaschenes Physikmodell |
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"Axion" war laut englischsprachiger Wikipedia (unter anderem) ein "Enzyme-aktives Waschmittel", das in den USA in den 1970er Jahren verkauft worden ist. Der Name soll den Physik-Nobelpreisträger Frank Wilczek inspiriert haben, wie die Frankfurter Allgemeine Zeitung einmal schrieb:
"Ich sah das Ende der siebziger Jahre, erinnert sich der Physiknobelpreisträger Frank Wilczek, und dachte: Das ist doch ein toller Name für ein Teilchen! Wilczek befasste sich damals mit einer Idee seiner Kollegen Roberto Peccei und Helen Quinn zur Lösung eines Problems in der Theorie der 'Starken Kraft'. Er erkannte, dass daraus die Existenz eines Teilchens folgen würde - und hatte sogleich einen Namen." (FAZ 18.2.2007)
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So weit die Theorie |
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Axion-artige Teilchen existieren bisher nur in der Theorie. Die hypothetischen Teilchen müssten extrem leicht sein; so leicht, dass sich die bisher bekannten Bausteine unseres Universums dagegen wie "superschwere Materiebrocken" (Deutsche Presseagentur) ausnehmen.
Es bräuchte keine heftigen Kollisionen (wie z.B. beim Higgs-Boson), um sie nachzuweisen, sondern die Experimente basieren auf Laser-Licht. Die Axion-artigen Teilchen reagieren laut Theorie kaum mit Materie und haben mit (handfesten) Elementarteilchen wenig im Sinn - am ehesten mit Photonen.
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Durchsicht erhofft |
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Im Magneten eines stillgelegten Teilchenbeschleunigers starten nun die Hamburger Physikerinnen und Physiker rund um Axel Lindner einen neuen Versuch, um die Axion-artigen Teilchen aufzuspüren. Das Experiment wird ALPS genannt - "Axion-Like Particle Search".
Der Sprecher der Forschergruppe, Axel Lindner, im Gespräch mit science.ORF.at: "Die Theorien sagen vorher, dass in einer Reaktion von Licht mit Licht diese neuen Teilchen produziert werden könnten. Wir machen das so, dass wir einen hochintensiven Laserstrahl nehmen - also Licht - und dieser dann mit einem Magnetfeld reagieren kann. Ein Magnetfeld ist auch elektromagnetische Wechselwirkung, also eine andere Form von Licht."
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Nicht gegen - durch die Wand |
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In der Mitte des ALPS-Experiments sind laut Axel Lindner ein Spiegel und danach eine Metallwand aufgebaut, sodass der Laserstrahl nicht in den zweiten Teil des Magneten vordringen kann.
Kurz gesagt: Man schickt Licht durch eine Wand. Die Axion-artigen Teilchen sollten durchdringen können und sich dahinter durch ihre Reaktion im Magnetfeld verraten - also ein indirekter Nachweis.
Axel Lindner schildert auf Ö1: "Das Teilchen würde mit dem Magnetfeld reagieren und sich wieder in ein Lichtteilchen zurückverwandeln. Und das suchen wir nun: Wir schauen, ob wir Licht finden, das eigentlich nicht da sein sollte; Licht, das quasi durch die Wand scheint, obwohl dies in der klassischen Physik nicht möglich sein sollte ohne diese hypothetischen, neuen Teilchen."
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Bisher vergeblich gesucht |
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Am Nachweis von Axion-artigen Teilchen sind Forschergruppen immer wieder gescheitert, beispielsweise in Italien und Frankreich in den vergangenen Jahren.
Die Hamburger glauben dennoch an ihren Erfolg - denn mittlerweile werde noch viel "empfindlicher" gearbeitet. Auf dass einmal Licht durch die Wand dringe, als Beweis für die Existenz der ultraleichten Teilchen.
Barbara Daser, Ö1 Wissenschaft, 7.1.09
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Mehr zu dem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
