Ein hochtechnischer, tiefgekühlter Behälter schützte die fragilen Partikel. So überstanden sie eine kurze Lkw-Fahrt, ohne normale Materie zu berühren, die sie sofort in Energie aufgelöst hätte.
Ein kurzer Lkw-Transport, ein großer Sprung für die Teilchenphysik.
WERBUNG
WERBUNG
Wissenschaftler haben Antimaterie, eine der seltensten Erscheinungsformen im Universum, erstmals aus dem Labor auf die Straße gebracht – in einem streng kontrollierten Lkw-Versuch, der die Forschung grundlegend verändern könnte.
An der Antimaterie-Fabrik des CERN bei Genf transportierten Forschende rund 100 Antiprotonen in einem speziell konstruierten Behälter per Lastwagen. Der Versuch dauerte vier Stunden und sollte zeigen, dass sich die Teilchen sicher bewegen lassen.
Antimaterie gilt als extrem zerbrechlich. Sobald Antiprotonen auch nur für einen Augenblick mit normaler Materie in Kontakt kommen, vernichten sie sich gegenseitig und setzen Energie frei.
Um das zu verhindern, lagern die Antiprotonen in einer etwa einen Kubikmeter großen Box, einer „transportablen Antiprotonenfalle“. Darin halten spezielle Magnete, gekühlt auf minus 269 Grad Celsius (minus 452 Grad Fahrenheit), die Teilchen im Vakuum schwebend. Sie berühren also nicht die Innenwände, die nun einmal aus Materie bestehen.
Die halbstündige Fahrt sollte zeigen, ob die Teilchen auch außerhalb der kontrollierten Laborumgebung eingeschlossen bleiben.
Warum ist es wichtig, Antimaterie zu transportieren?
Warum also der ganze Aufwand mit der Antimaterie? Sie könnte Antworten auf eine der größten offenen Fragen der Physik liefern: warum das Universum überhaupt so aussieht, wie wir es kennen, sagt die Teilchenphysikerin Professorin Tara Shears von der University of Liverpool, die an dem Projekt nicht beteiligt ist.
„Antimaterie gehört zu den größten Rätseln der Wissenschaft. Sie kommt von vornherein extrem selten vor, deshalb konnten wir sie bisher nur begrenzt untersuchen.
Aber sie hält den Schlüssel dazu, zu verstehen, warum das Universum so ist, wie es ist. Denn als das Universum entstand, bestand die Hälfte von ihm aus Antimaterie“, so Shears.
Ein Lkw transportiert die mobile Antiprotonenfalle während eines Straßenversuchs am Europäischen Kernforschungszentrum CERN in Meyrin bei Genf in der Schweiz.Ein Lkw transportiert die mobile Antiprotonenfalle während eines Straßenversuchs am Europäischen Kernforschungszentrum CERN in Meyrin bei Genf in der Schweiz.
Der Versuch ist ein erster Schritt, Antiprotonen für präzise Messungen in Speziallabors anderswo in Europa zu bringen, etwa an die Heinrich-Heine-Universität in Düsseldorf, die bei normaler Fahrt rund acht Stunden entfernt liegt. Ganz einfach ist das jedoch nicht.
„In dem Moment, in dem diese Antiprotonen mit normaler Materie in Berührung kommen, vernichten sie sich gegenseitig. Sie verschwinden einfach in einem Lichtblitz“, erklärt Professor Alan Barr von der University of Oxford.
Die größte Herausforderung bestehe darin, genau das zu verhindern, sagt er.
„Die Technologie fängt Antiprotonen in einem ultrakalten Vakuum ein, gehalten von starken elektrischen und magnetischen Feldern. Sie sorgt buchstäblich dafür, dass die Teilchen die Wände des Behälters nicht berühren. Dieser Transport ist ein Machbarkeitsnachweis. Er zeigt, dass wir solche Fahrten künftig routinemäßig durchführen und Antimaterie im Detail untersuchen können“, so Barr.
Wenn man sich zu derart schwierigen Aufgaben zwingt, müsse man Technologien erfinden, die später anderswo zum Einsatz kommen, fügt er hinzu. „Das ist nicht unser eigentliches Ziel, aber es passiert als Nebeneffekt.“
Welche Durchbrüche könnte diese Entwicklung bringen?
Shears ist überzeugt, dass CERN damit eine lange Reise zu neuen wissenschaftlichen Entdeckungen begonnen hat. Heute lasse sich kaum absehen, welchen Nutzen das eines Tages für die Menschheit haben wird.
„Ich bin sicher, dass das Anwendungen in ganz anderen Bereichen haben wird. Ich kann nur im Moment noch nicht sagen, welche das sind, weil wir schlicht noch nicht darüber nachgedacht haben. Aber das werden wir“, sagt sie.
Die Heinrich-Heine-Universität gilt als besserer Ort für detaillierte Studien an Antiprotonen. Am CERN stören die vielen anderen Aktivitäten das empfindliche Messumfeld: Starke Magnetfelder der übrigen Experimente können die Untersuchung von Antimaterie verfälschen.
Damit die Antiprotonen Düsseldorf überhaupt erreichen, dürfen sie auf dem Weg jedoch nichts berühren.
Bis dahin bleibt noch Arbeit: Die Falle kommt derzeit höchstens vier Stunden ohne externe Versorgung aus, die Fahrt nach Düsseldorf dauert aber etwa doppelt so lange.