2016-10-11

So wird Antimaterie erzeugt...



So einfach geht´s – theoretisch!

Forscher der Russischen Akademie der Wissenschaften haben einen neuen und relativ simplen Weg gefunden Antimaterie zu erzeugen, zumindest in der Theorie. Aber was genau versteht man unter „Antimaterie“ und was macht diese so besonders? Die uns bekannte Materie ist das, was wir um uns sehen, wahrnehmen, die uns alltäglich umgibt und besteht so gut wie immer aus Protonen, Elektronen und gegebenenfalls auch aus Neutronen. Protonen sind positiv und Elektronen negativ geladen. Das Neutron besitzt im Gegensatz dazu keine Ladung. Bei der Antimaterie ist das, genau andersherum. Die Anti-Protonen sind negativ geladen und die Elektronen heißen Positronen und sind positiv geladen. Das Neutron ist hier ein Anti-Neutron, es besitzt allerdings immer noch keine Ladung. Der Unterschied zum Neutron besteht darin, dass es aus Anti-Quarks zusammengesetzt ist und nicht aus Quarks. Antimaterie ist übrigens auch die ganze Zeit um uns herum, wir nehmen sie nur so direkt nicht wahr, kosmische Strahlung zum Beispiel besteht zu einem sehr kleinen Teil aus Antimaterie.

Produktion von Materie?

Bevor wir zur Antimaterien-Produktion kommen klären wir erstmal wie Materie vom Menschen erzeugt werden kann. Der Physiker Oliver Pike und seine Kollegen vom Imperial College in London haben im Jahr 2014 ein Experiment durchgeführt, bei dem aus Licht Materie erzeugt werden kann. Sie bestätigten damit die Theorie von Gregory Breit und John Wheeler aus dem Jahr 1934, die vorhergesagt hatten, dass die Kollision von zwei Photonen ein Elektron und ein Positron entstehen lässt. Und genau das wurde durchgeführt. Mit einem modernen energiereichen Laser konnten Photonen so zur Kollision gebracht werden und daraus entstand Materie. Die Physiker haben die Anleitung sogar im Internet veröffentlicht. Eine Anleitung um Antimaterie zu erzeugen gibt es zwar, sieht aber weitaus komplizierter als die von den Forschern des Imperial Colleges aus.

Das Gegenstück der Materie!

Das Gegenstück der Materie lässt sich nämlich schon seit Jahren künstlich erzeugen. und zwar mit einem Teilchenbeschleuniger. Der Prozess ist allerdings sehr kosten- und aufwandsintensiv. Dazu kommt noch, dass die Resultate eines solchen Prozesses meist nicht sehr ergibig sind. Bislang konnte so nur sehr sehr wenig Antimaterie erzeugt werden. Das soll sich jetzt aber ändern. Igor Kostyukov und Evgeny Nerush haben, wie auch Pike und Kollegen es mit Licht geschafft haben Materie zu erzeugen, einen Weg gefunden Antimaterie zu erzeugen! Das Licht ist, wie auch im Jahr 2014, gebündeltes und äußerst energiereiches Licht. Also ein Laser! Ein Laserstrahl mit einer Leistung von etwa einer Quadrillionen Watt pro Quadratzentimeter würde, so die Forscher, auf Metallfolien Effekte der Quantenelektrodynamik, kurz QED, auslösen!

Die Energie, mit der der Laser auf das Metall schießt, bringe die Elektronen im Inneren der Folie zum „strahlen“. Genauer gesagt sollen Gammastrahlen-Photonen würden freigesetzt werden. Und dann nehme die Kettenreaktion ihren alles entscheidenden Verlauf. Den Wissenschaftlern zufolge würden nämlich die Gammastrahlen-Photonen in Elektronen und Positronen zerfallen.

Mit der erzeugten Antimaterie könnten gewaltige Energien freigesetzt werden. Denn: Die Annihilation, der Zusammenstoß von Materie und Antimaterie, kann theoretisch hundertmal so viel Energie freisetzen wie bei einer einzigen Kernfusion! Jetzt muss ich Euch allerdings leider enttäuschen. So fertig konzipiert das ganze Verfahren klingt, so schlecht ist es aktuell in der Praxis umsetzbar. Genauer gesagt: Das ganze Verfahren beruht lediglich auf einer Simulation!

Quellen:

http://scitation.aip.org/content/aip/journal/pop/23/9/10.1063/1.4962567
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-20666-2016-09-28.html
http://clixoom.de/ist-antimaterie/3041
http://clixoom.de/materie-kann-aus-licht-erzeugt-werden/815
http://clixoom.de/die-relativitaetstheorie/773

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