Antimaterie unterwegs: Erster Lkw-Transport am Cern geglückt

Am Forschungszentrum Cern bei Genf ist am Dienstag (24. März) ein Lkw mit einer winzigen Fracht unterwegs. Zum ersten Mal ist es geglückt, eine geringe Menge Antimaterie (auch Antiprotonen genannt) zu transportieren.

"Es hat alles geklappt, die Antiprotonen sind noch da", sagte der deutsche Physiker Stefan Ulmer, der den Transport überwacht hat. Forschende erhoffen sich davon, künftig die kleinsten Teilchen auch anderswo untersuchen zu können.

Die wichtigsten Fragen und Antworten rund um das Experiment:

Was ist Antimaterie?

Antimaterie ist, wie der Name erahnen lässt, das Gegenteil von Materie. Alles, was eine Masse hat und Platz braucht, ist Materie. Diese besteht aus kleinen Teilchen – sogenannten Atomen, die wiederum aus noch kleineren Teilchen zusammengesetzt sind, die eine elektrische Ladung besitzen.

Antimaterie ist genauso aufgebaut wie Materie, doch ihre elektrische Ladung ist genau gegensätzlich. Wenn Materie und Antimaterie aufeinander treffen, werden beide Teilchen ausgelöscht, als hätte es sie nie gegeben.

Warum wird Antimaterie erforscht?

Antimaterie entsteht auf natürliche Weise heute nur noch sehr selten. Fast alles im Universum besteht aus Materie. Forschende gehen davon aus, dass es zu Beginn des Universums, kurz nach dem Urknall, viel mehr Antimaterie gegeben haben muss als heute.

Wäre der Anteil aber genau gleich groß, hätte es uns gar nicht geben können – denn die entstandenen Teilchen hätten sich sofort wieder gegenseitig ausgelöscht. Die Theorie lautet also, dass es zu Beginn etwas mehr Materie als Antimaterie gab. Das Universum ist demnach der "Rest", der nach dem Auslöschungsprozess übrig blieb.

Wissenschaftler:innen wollen herausfinden, ob es zwischen Materie und Antimaterie noch mehr Unterschiede gibt als die gegensätzliche Ladung. Das konnte bisher noch nicht gemessen werden. Darum stellen sie Antimaterie – sogenannte Antiprotonen – mit hohem Energieaufwand in einer speziellen Forschungseinrichtung am Cern her.

Weshalb muss die Antimaterie transportiert werden?

Der Cern-Teilchenbeschleuniger, der die Antimaterie herstellt, besitzt ein Magnetfeld, das präzise Messungen an der Antimaterie erschwert. Es wurde darum eine transportable Falle entwickelt, damit sie an weit entfernten Orten, wie etwa der Heinrich-Heine-Universität in Düsseldorf, untersucht werden können, berichtet die "Süddeutsche Zeitung" (SZ). Auch Untersuchungen in Hannover oder Heidelberg sind im Gespräch.

Darum ging der Behälter mit den Antiprotonen auf Testfahrt über den Cern-Campus. Forschende wollten so herausfinden, ob das Vakuum in der Kammer intakt bleibt und alle Antiprotonen unbeschadet ankommen. "Heute beginnt eine neue Epoche für Präzisionsmessungen", sagte Ulmer nach der Testfahrt. Im Laufe des Tages wird nachgezählt, ob tatsächlich alle Protonen noch in der Transportbox sind.

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Was passiert, wenn der Transport der Antimaterie schiefgeht?

Die Antimaterieteilchen zu transportieren ist eine knifflige Angelegenheit: Sie dürfen nicht mit irgendeiner Art von Materieteilchen in Berührung kommen. In diesem Fall würden sie nämlich verpuffen. Wissenschaftler:innen "fangen" die Teilchen deshalb in einer speziellen "Penning-Falle". Wie die SZ erklärt, handelt es sich dabei um eine Vakuumkammer, die auf den absoluten Nullpunkt abgekühlt wird. Die Antimaterieteilchen werden von einem Magnetfeld und einem elektrischen Feld gehalten.

Es wäre gefährlich, wenn eine große Menge Antiprotonen mit Materie in Kontakt käme, denn dabei würde viel Energie freigesetzt. Bei dem Cern-Transport bestand aber zu keinem Zeitpunkt Grund zur Sorge: Es wurden nur 92 Antiprotonen transportiert, die gemeinsam keine Schäden anrichten würden, selbst wenn sie alle gleichzeitig ausgelöscht würden.