• vom 03.12.2010, 20:24 Uhr

Forschung


Wissenschafter des Europäischen Kernforschungszentrums Cern gehen der Entstehung der Materie auf den Grund

Das Schloss zum Universum sprang binnen Millionstel Sekunden auf




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Von Eva Stanzl

  • Starke Wechselwirkung zwischen Teilchen, die Materie entstehen lässt, erstmals beobachtet.
  • Physiker haben die Ursuppe nachgekocht.
  • Wien. Die Antwort auf die Frage "nach dem Leben, dem Universum und dem ganzen Rest" ist nicht 42. Sondern sie liegt unter anderem in ein paar Millionstel Sekunden kurz nach dem Urknall.

Teilchen eine Millionstel Sekunde nach dem Urknall: Computerbild von abkühlendem Plasma. Grafik: Cern

Teilchen eine Millionstel Sekunde nach dem Urknall: Computerbild von abkühlendem Plasma. Grafik: Cern Teilchen eine Millionstel Sekunde nach dem Urknall: Computerbild von abkühlendem Plasma. Grafik: Cern

In seinem Science-Fiction-Klassiker "Per Anhalter durch die Galaxis" füttert der britische Autor Douglas Adams einen Supercomputer mit seiner flapsigen Frage. Heraus kommt die korrekte, jedoch sinnlos erscheinende Antwort. Wenn sie das Ziel hatten, dem Universum denn doch mehr Bedeutung als "42" abzuringen, müssen die Forscher am Europäischen Kernforschungszentrum Cern nahe Genf ihre Fragestellungen wohl weitaus präziser angelegt haben. Denn sie wollen wissen, nach welchen Mechanismen das Schloss zum Universum funktionierte, als es vor 13,7 Milliarden Jahren innerhalb von ein paar Millionstel Sekunden aufsprang.

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In diesem nahezu unvorstellbar kurzen Zeitraum nach dem Urknall gab es keine Atome, schon gar keine Sterne oder Galaxien. Sondern es entstand die Ursuppe, aus der unsere bekannte Materie hervorging. Danach wurden aus den Quarks und Gluonen - den Zutaten dieser Suppe - Atome. Später konnten daraus die Sterne, Monde und Planeten entstehen, unter ihnen die Erde.

Die Cern-Physiker haben die Ursuppe im Teichenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) nun erstmals nachgekocht. Dabei ist es ihnen auch erstmals gelungen, die "starke Wechselwirkung" zu beobachten, ohne die Materie niemals hätte entstehen können. Ihre Ergebnisse präsentierten die Forscher am Donnerstag Abend vor Fachpublikum in Genf. Das Experiment läuft seit rund drei Wochen und endet vorerst am Montag.

Asymmetrische Jets erzeugen die starke Wechselwirkung. Grafik: Cern

Asymmetrische Jets erzeugen die starke Wechselwirkung. Grafik: Cern Asymmetrische Jets erzeugen die starke Wechselwirkung. Grafik: Cern

Die Crux liegt in der Beschleunigung von Blei-Ionen - das sind Bleiatome, deren Elektronen entfernt wurden. Wenn Elektronen von Atomen entfernt werden, bleiben elektrisch negativ geladene Ionen übrig. Schwerionen sind Ionen von schweren chemischen Elementen - wie Blei oder Gold (siehe Teilchen-Lexikon unten) .

"Mit negativ geladenen Blei-Ionen können Kollisionen mit extrem hohen Energiedichten erzeugt werden, die einem Zustand entsprechen, wie er in den ersten Millionstel-Sekunden nach dem Urknall geherrscht hat", erklärt die am Cern tätige Dozentin Claudia-Elisabeth Wulz vom Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Quarks in der Ursuppe

Die Quarks der Ursuppe bilden die grundlegenden Bausteine der Protonen und Neutronen in Atomkernen. Die Gluonen sind hingegen der "Kleber", der die Quarks normalerweise zusammenhält: Durch den Austausch von Gluonen entsteht jene anziehende Kernkraft, die alle Teilchen in sich bindet. "Es ist, als würde eine Person in einem Ruderboot stehen und einen Bumerang werfen: Wenn der Bumerang zurückkommt und die Person ihn fängt, erhält das Boot eine Kraft und bewegt sich", erklärt Wulz.

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Dokument erstellt am 2010-12-03 20:24:01
Letzte Änderung am 2010-12-03 20:24:00


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