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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Unterschiede von Materie und Antimaterie entdeckt |
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| | | Ohne Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie könnte unser Universum nicht existieren. Ein internationales Forscherteam mit österreichischer Beteiligung hat nun Hinweise auf diese kleinen, aber feinen Unterschiede gefunden. |
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Bei Experimenten am japanischen Teilchenlabor KEK bei Tokio haben Wissenschaftler des Instituts für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) beobachtet, dass sich ein Teilchen - das so genannte B-Meson - von seinem Anti-Teilchen geringfügig unterscheidet. Die Forscher sind Teil eines internationalen Forscherteams, der "Belle"-Kollaboration.
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Warum existiert das Weltall überhaupt? |
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Ein Hauptproblem der Theorien zur Entstehung der Welt: Haben Teilchen und Anti-Teilchen genau die gleichen Eigenschaften, sollten beim Urknall auch genau so viele Teilchen wie Anti-Teilchen entstanden sein. Diese hätten einander postwendend wieder vernichten müssen, das Weltall hätte also keine Chance gehabt, sich zu entwickeln.
Die Experimentalphysiker fahnden daher seit Jahren und Jahrzehnten nach noch so geringen Unterschieden im Verhalten von Teilchen und ihren Gegenstücken. Ein solcher Unterschied wäre dann die Basis einer Erklärung, warum wir doch von einer Menge Materie und offensichtlich keiner Anti-Materie umgeben sind.
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Eindeutige Unterschiede bei B-Mesonen |
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Bei so genannten Kaonen - wie auch B-Mesonen extrem kurzlebige Teilchen, die nur in Beschleunigern zu beobachten sind - glauben die Wissenschaftler bereits in den sechziger Jahren fündig geworden zu sein.
"Allerdings waren die beobachteten Unterschiede sehr gering, außerdem lieferten verschiedene Experimente teils widersprüchliche Ergebnisse", sagte Christoph Schwanda vom Institut für Hochenergiephysik der APA. Für die jüngsten Untersuchungen an B-Mesonen fiel der beobachtete Unterschied wesentlich klarer aus.
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Der Beweis: Unterschiedliche Zerfälle |
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Das Team der "Belle"-Kollaboration untersuchte insgesamt Datensätze von 274 Millionen B-Mesonen und Anti-B-Mesonen. Dabei wurden exakt 1.165 der relativ seltenen Zerfälle von B-Mesonen in je ein K- und ein Pi-Meson registriert.
Im Falle der Anti-B-Mesonen traten aber nur 974 solcher Zerfälle in den gleichen Endzustand auf. Für die Wissenschaftler ist dies ein klarer statistischer Hinweis, dass die beiden Teilchen doch geringfügig unterschiedlich sind.
Die Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei den beobachteten Unterschieden doch um zufällige Schwankungen handelt, wird von den Physikern als "unter einem Hundertstel Prozent" angegeben.
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Stimmt mit früheren Beobachtungen überein |
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Für die Physiker entscheidend ist die Tatsache, dass die gefundenen Unterschiede der B-Mesonen das gängige, so genannte Standard-Modell der Materie bestätigen. Wäre das nicht der Fall, so bekämen verschiedene, bisher als exotisch betrachtete Theorien Aufwind.
Die Ergebnisse der "Belle"-Kollaboration decken sich weitgehend mit schon vor wenigen Wochen veröffentlichten Ergebnisse von italienischen Wissenschaftern. Sie haben beim amerikanischen Experiment "Babar" ähnliche Befunde für die B-Mesonen geliefert.
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01.01.2010 |
