Zum ersten Mal haben Physiker die "Kraft" der Antimaterie gemessen.

Die nukleare Kraft verbindet die kleinste Bits der Materie Form Atomen, wodurch unsere materielle Welt möglich ist. Physiker am Brookhaven National Laboratory haben die allererste Messung eine ähnlich starke Kraft für Antimaterie-das Spiegelbild der regelmäßigen Materie, die das Herzstück eines unserer größten kosmologischen Geheimnisse.

Die Experimente wurden von der STAR-Zusammenarbeit am Brookhavens relativistischen Heavy Ion Collider (RHIC) durchgeführt; die Ergebnisse erschienen letzte Woche in der Natur. RHIC erschafft Bedingungen ähnlich denen des Universums kurz nach dem Urknall durch die Beschleunigung der schwere Atome (wie Gold), Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit, dann schlug sie ineinander. Die daraus resultierende Feuerball schafft eine klebrige Plasma aus Quarks und Gluonen – die grundlegendsten Bausteine – sowie Tonnen von Materie und Antimaterie-Teilchen.

Diese Partikel nicht sehr lange herum hängen, weil Materie und Antimaterie polare Gegensätze sind: Antimaterie hat eine negative Ladung, Zähler Angelegenheit positiv geladen, und sie in Energie zu vernichten, wenn sie kollidieren. Hätte es gleiche Mengen von Materie und Antimaterie bei der Geburt des Universums, auch, aber aus irgendeinem Grund Angelegenheit gewann das kleinste bisschen einer Kante. Und gute Sache, auch sonst unsere schöne materiellen Welt wäre nicht hier. Heute dominiert Materie unseres Universums, während Antimaterie extrem selten ist.

Physiker würde gerne verstehen, warum dieses Ungleichgewicht kam in erster Linie über. "Es ist ein großes Geheimnis," sagte Brookhaven Physiker Aihong Tang Gizmodo. "Alles, was wir über die Natur von Antimaterie zu lernen hilft uns dieses Rätsel zu lösen."

RHIC ist eine der führenden Einrichtungen sondieren dieses besonderen Geheimnis, denn es ist in der Lage, große Mengen von Antiprotonen, besser zu lernen, wie sie interagieren.

Zuvor, die STAR-Zusammenarbeit gelungen, die größte Antimaterie Kerne noch erreicht: zwei Antiprotonen und zwei Antineutrons zusammen, um ein Anti-Alpha-Teilchen zu machen. Das war klare Beweise dafür, dass etwas ähnlich wie die starke Krafteinwirkung auf Antimaterie.

Aber Tang und seine Kollegen Physiker wollte einen besseren Blick auf diese Kraft, die wie ungebundene Antiprotonen regelt interagieren. Sie durch Hunderte von Millionen von Gold auf Gold-Kollisionen in den STAR-Daten gekämmt, finden diejenigen, die Paare von Antiprotonen ausreichend produziert in der Nähe um miteinander zu interagieren. Dann benutzten sie statistische Analyse bestimmen die Stärke der Kraft zwischen ihnen, als auch die Entfernung, über die es handeln könnte.

Es stellt sich heraus, dass die Antimaterie starke Kraft, die die Antimaterie-Kerne erstellt sieht viel wie die regelmäßige starke Kraft, die Materie bindet. Materie und Antimaterie scheinen immer noch perfekt symmetrisch. So ist es wahrscheinlich nicht die Antimaterie starke Kraft, die Schuld für die ungeraden Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie zurück in diesen frühesten Momenten des Universums.

Dies ist ein kleiner Beitrag zu laufenden Bemühungen der Materie-Antimaterie-Rätsel zu lösen, durch Tests nicht nur genauer, sondern auch das Problem aus einem neuen Blickwinkel zu nähern. "Wir nicht erwartet hatten, die ganze Sache zu lösen," sagte Tang Gizmodo. Aber sie haben etwas wertvolles über die Antimaterie starke Kraft erfahren. Und eines Tages wird all das gesammelte Wissen den Fall knacken.

Referenz:

Sterne Zusammenarbeit. (2015) "Messung von Interaktionen zwischen Antiprotonen," Natur. Online-4. November 2015 veröffentlicht.

Bilder mit freundlicher Genehmigung von Brookhaven National Laboratory/RHIC.