Spiegel der Materie

Am 24. Juli 2014 veröffentlicht von Erwin Völkening

Alltäglich sind wir umgeben von Materie. Zu Hause, in der Schule oder auf der Arbeit. Unsere gesamte Welt setzt sich daraus zusammen. Absolut alles, was eine Masse hat, also aus Atomen beziehungsweise den noch kleineren Elementarteilchen (z. B. Quarks) besteht, wird zusammenfassend als Materie bezeichnet. Die Tatsache, dass wir mit nichts anderem als „normaler“ Materie in Kontakt kommen, schützt uns zwar davor, in pure Energie zu zerstrahlen, bedeutet aber nicht, dass es in unserem Universum nicht noch eine andere Art von Materie geben kann: die sogenannte Antimaterie.

Was ist Antimaterie?
Die moderne Wissenschaft geht davon aus, dass beim Urknall nahezu gleiche Mengen an Materie und Antimaterie entstanden sind, wobei die Menge an „normaler“ Materie allerdings überwogen haben muss, da im Universum so gut wie keine Antimaterie zu finden ist. Antimaterie stellt quasi das Gegenstück zu unserer Materie dar. Zu jedem uns bekannten Elementarteilchen gibt es ein gegensätzliches Pendant in Form von Antimaterie – ein Spiegelbild des Teilchens sozusagen. So gibt es beispielsweise sogar Antiprotonen, Positronen (positive Elektronen) oder sogar ganze Antiatome oder Antimoleküle.

Was bedeutet Annihilation?
Die Eigenschaften von Materie und Antimaterie sind nahezu identisch. Kommen die beiden Materietypen jedoch in direkten Kontakt miteinander, vernichten Antimaterie und Materie sich gegenseitig. Dieser Prozess wird als Annihilation bezeichnet. Bei einer solchen Annihilation wird die gesamte Masse der Teilchen in Energie umgesetzt, was eine unglaublich effektive Methode der Energiefreisetzung darstellt und um ein Vielfaches effektiver ist als zum Beispiel die Fusion von Atomkernen.

Antimaterie in der Schweiz
Aufgrund dieses enormen Potentials, der ungeklärten Frage, warum beim Urknall mehr Materie als Antimaterie entstanden ist und den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von Antimaterie (beispielsweise in der Medizin) wird derzeit intensiv an Antimaterie geforscht. Insbesondere das Forschungszentrum CERN in der Schweiz ist bekannt für die Arbeit an Antimaterie. 1995 wurden im CERN die ersten Antiwasserstoffatome nachgewiesen. 15 Jahre später gelang es – ebenfalls am CERN –, erstmals 38 Antiwasserstoffatome für eine fünftel Sekunde einzufangen. Diese Zeitspanne wurde in den vergangenen Jahren auf bis jetzt 17 Minuten angehoben. Eine große Schwierigkeit dabei ist es, die Antimaterie möglichst lange nicht mit Materie in Kontakt kommen zu lassen, um eine Annihilation zu vermeiden. Dieses Ziel soll zum Beispiel durch den Einsatz von Magnetfeldern und extrem niedrigen Temperaturen erreicht werden.

Antimaterie-Kraftwerke, -Triebwerke und -Waffen
Sollte ein Weg gefunden werden, Antimaterie effizient herzustellen und zu speichern, gäbe es eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten. So erarbeiten Wissenschaftler der NASA und anderer Organisationen schon seit längerem Konzepte für antimateriebetriebene Raumschiffe und interstellare Raumfähren. Auch die Herstellung verheerender Antimateriewaffen wie in vielen Science-Fiction-Filmen wurde bereits angedacht. Antimateriekraftwerke wird es aber wohl niemals geben, da Antimaterie und Materie gemeinsam zwar einen nahezu perfekten Energiespeicher darstellen, die Herstellung von Antimaterie aber dieselbe Energiemenge benötigt, wie bei der Annihilation freigesetzt werden kann.

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