Antimaterie en masse

Eine verblüffend einfache Methode zur Produktion großer Mengen von Antimaterie haben amerikanische Physiker gefunden. Sie richten sehr intensive Laserpulse auf ein dünnes Goldblech, aus dessen Rückseite daraufhin ganze Schwärme von Positronen, Antiteilchen des Elektrons, austreten.

Foto: LLNL

Hui Chen vom kalifornischen Lawrence Livermore National Laboratory und ihre Kollegen schätzen, dass bei ihrem Experiment etwa 100 Milliarden Positronen freigesetzt wurden. “Das ist sehr viel mehr, als jemals bei Laser-Experimenten nachgewiesen wurden”, so die Forscherin. Gleichzeitig sei die neue Methode deutlich preisgünstiger als die Herstellung von Antiteilchen in großen Teilchenbeschleunigern.

Damit würden großangelegte Forschungsprogramme vorstellbar, um mehr über die Eigenschaften von Antimaterie und ihre Rolle im Kosmos zu erfahren, hoffen Chen und Kollegen. Ihre Resultate stellen sie auf einer Fachtagung der American Physical Society in Dallas vor.

Die Forscher nehmen an, dass die extrem kurzen und intensiven Laserpulse selbst wie eine Art Teilchenbeschleuniger fungieren. Wo die Pulse auf die etwa 1 Millimeter dünne Goldplatte treffen, zerreißt es die Elektronenhülle der Goldatome regelrecht. Die dabei freigesetzten Elektronen werden in dem elektrischen Feld der Laserpulse stark beschleunigt und in die Goldplatte getrieben. Darin geben sie einen Teil ihrer Energie in Form eines Quants Gammastrahlung ab, aus dem in der Nähe eines Atomkerns wiederum ein Paar aus Elektron und Positron hervorgehen kann.

Nach Ansicht von Chens Kollegen Peter Beiersdorfer kann diese Methode eine neue Ära in der Erforschung der Antimaterie einleiten. “Die Produktion derartiger Antimaterie-Mengen ermöglicht es uns, eingehend zu untersuchen, ob Antimaterie sich wirklich verhält wie Materie und warum das uns bekannte Universum mehr Materie als Antimaterie enthält.”

Forschung: Hui Chen, Scott C. Wilks und Peter Beiersdorfer, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornien; und andere

Präsentation auf dem 50th Annual Meeting of the American Physical Society’s Division of Plasma Physics, Dallas; #TO4.00004

WWW:
High Energy Density Physics and Astrophysics, LLNL
Antimatter: Mirror of the Universe
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