Neue Hinweise, warum Materie dominiert
Dies gaben Forscher am Donnerstag bei einer Fachtagung in Genf bekannt. „Das Resultat ist ein Meilenstein in der Geschichte der Teilchenphysik“, sagte CERN-Forschungsdirektor Eckhard Elsen. "Seit der Entdeckung des D Mesons vor mehr als 40 Jahren, vermuteten Forscher, dass in diesem System „CP-Verletzung“ vorkommt. Aber erst jetzt, bei der Auswertung der im LHCb Experiment (LHC: Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider) gewonnenen Daten, konnte der Effekt endlich sichtbar gemacht werden.“
“CP-Verletzung“ erklärt Assymetrie
Der Unterschied zwischen Materie und Antimaterie ist für Physiker wie auch Kosmologen von entscheidender Bedeutung. Hätten Teilchen und ihre Anti-Teilchen jeweils die exakt gleichen Eigenschaften, wäre das sogenannte Standard-Modell, also die derzeit weitgehend anerkannte Theorie über den Aufbau aller Dinge, falsch oder wenigstens fehlerhaft.
Sollten Materie und Antimaterie nämlich nur umgekehrte Vorzeichen besitzen und ansonsten völlig gleich sein, dann hätten sie einander nach dem Standard-Modell schon kurz nach dem Urknall auslöschen müssen, es wäre nichts übriggeblieben. Materie und Antimaterie vertragen sich nicht, trifft beispielsweise ein Elektron auf ein Positron, entsteht ein Energieblitz, an Materie bleibt nichts übrig. Wie es dennoch zum Überhang von Materie im Universum kommen konnte, erklärt die „CP-Verletzung“.
Bereits zwei Nobelpreise
Hinter dem Konzept der „Charge Parity“ (CP) steht die Idee der Symmetrie. Sowohl „Charge“ (C – die Ladung) als auch Parität (P – die Gleichheit) werden in den meisten Interaktionen zwischen Teilchen beobachtet. C bedeutet, dass die Ladung aller (subatomaren) Teilchen in einer Interaktion – also Materie, die sich in Antimaterie verwandelt und umgekehrt – wechselt. P steht dafür, dass bestimmte Eigenschaften spiegelbildlich oder symmetrisch vorkommen. Bestimmte Teilchen zerfallen aber unsymmetrisch, das heißt sie „verletzten“ die Symmetrie der CP-Regel, es tritt eine „CP-Verletzung“ auf.
Bereits in den 1960er Jahren konnten Physiker das Phänomen bei Kaonen erstmals nachweisen. Anfang der 2000er Jahre meldeten CERN-Wissenschaftler den Nachweis der direkten CP-Verletzung beim Zerfall von K-Mesonen, 2008 beim Zerfall von B-Mesonen.
Der – gerade abgeschaltete und mit Wartungsarbeiten beschäftigte - Beschleuniger LHC ist nun noch tiefer in die Feinheiten von Materie und Anti-Materie eingedrungen und hat das Phänomen nun erstmals bei D0 Mesonen beobachtet. Bereits zwei Nobelpreise wurden für die Arbeiten rund um die „CP-Verletzung“ verliehen. Auch die aktuellen Resultate würden in die Physiklehrbücher eingehen, sind sich die Forscher sicher.
science.ORF.at/APA/sda