Vielleicht fangen wir mit dem Physiker Paul Dirac an. Er hat 1928 eine Gleichung gefunden, mit der man das Wellenverhalten sehr schnell bewegter Elektronen und ihren Drehimpuls, den Spin, beschreiben kann.
Bei der Lösung der Gleichung stellte er fest, dass es zu jedem Elektron auch ein Elektron mit genau gegensätzlichen Eigenschaften geben muss. Es wurde 1932 gefunden, man nannte es das Positron, das positiv geladene Antiteilchen des Elektrons.
Zu jedem Objekt in der Natur gibt es ein solches Anti-Objekt: negativ geladene Antiprotonen, oder Antineutronen mit anderer innerer Ladungsverteilung.
Aus ihnen gelingt es inzwischen sogar Anti-Atome aufzubauen und sie zum Aussenden von Licht zu bringen (siehe unten).
(Übrigens Lichtobjekte, Photonen, sind ihre eigenen Antiteilchen.).
Teilchen haben aber neben der Ladung auch noch andere Eigenschaften. Eine von ihnen ist der Iso-Spin. Der hat nichts mit Spin, also Drehimpuls zu tun, verhält sich aber mathematisch sehr ähnlich. Eine anschauliche Deutung dieser Eigenschaft gibt es nicht, man braucht sie aber um Teilchen (und Antiteilchen) zu klassifizieren.
Genau so ist es mit der Eigenschaft Parität. Sie beschriebt das Verhalten des Teilchens bei Spiegelungen, also wenn man allen räumlichen Koordinaten ein anderes Vorzeichen gibt. Auch hier gibt es keine anschauliche Größe, aber die Paritätseigenschaft lässt sich messen.
Alle (und es gibt noch mehr) diese Eigenschaften sind zwischen Teilchen und Antiteilchen vertauscht, entgegengesetzt. Alle Eigenschaften von Teilchen und Antiteilchen heben sich auf.
Und vielleicht liegt hier eine "Erklärung" für die Antimaterie:
Die einfachste Welt ist diejenige, die vollkommen eigenschaftslos ist, denn hier braucht man nicht zu erklären wie es zu welchen Eigenschaften kommt.
Unser Kosmos als Ganzes könnte auch eigenschaftslos sein, heute und schon von Anfang an. Es gab aber einmal eine Trennung von gegensätzlichen Eigenschaften, also von Materie und Antimaterie,insgesamt hat sich dadurch aber nichts geändert, aber jeder Teilbereich für sich kann funktionierende physikalische Objekte wie Planeten und Sterne bilden.
Im Kleinen beobachten wir das heute bei der sog. Paarerzeugung: Bei ausreichender Energie kann ein Lichtphoton spontan in ein Elektron und ein Positron aufspalten, die jedes für sich eine eigene unabhängige weitere Existenz haben.
Da wir in einer Materiewelt leben, wird allerdings das Positron sehr schnell ein Elektron finden und dann tritt der gegenläufige Effekt ein: Elektron und Positron vernichten sich wieder zu Strahlung, also zu reiner Energie.
Und das scheint die Regel unseres Kosmos zu sein: Nie ändert sich etwas...Energie spaltet sich in Materie und Antimaterie auf, dabei kompensieren sich alle Eigenschaften, und dann zerstrahlen sich Materie und Antimaterie wieder zu eigenschaftsloser Energie: Aus Nichts wird Nichts.
Zwei Dinge sind daran komisch:
- Wie kommt es, dass wir in einem Materiekosmos leben, mit Materiemenschen, Materieplaneten....?
- Wenn es am Anfang zu dieser Aufspaltung kam, wo ist dann die ganze Antimaterie hin? Sie kann ja noch nicht weg sein, denn dann wären wir ja auch nicht mehr da....
Antworten bald in diesem Blog...
Bilder:
Beim ASACUSA Experiment im CERN, Genf, werden Antiprotonen so abgebremst, dass man damit Antiwassersrtoffatome erzeugen kann. 2016 konnte man erstmalig das Licht von Antiwasserstoff beobachten. 2017 gelang es die magnetischen Eigenschaften des Antiprotons zu messen und zu zeigen, dass auch sie denjenigen des Protons entgegengesetzt sind.
Bei der Lösung der Gleichung stellte er fest, dass es zu jedem Elektron auch ein Elektron mit genau gegensätzlichen Eigenschaften geben muss. Es wurde 1932 gefunden, man nannte es das Positron, das positiv geladene Antiteilchen des Elektrons.
Zu jedem Objekt in der Natur gibt es ein solches Anti-Objekt: negativ geladene Antiprotonen, oder Antineutronen mit anderer innerer Ladungsverteilung.
Aus ihnen gelingt es inzwischen sogar Anti-Atome aufzubauen und sie zum Aussenden von Licht zu bringen (siehe unten).
(Übrigens Lichtobjekte, Photonen, sind ihre eigenen Antiteilchen.).
Teilchen haben aber neben der Ladung auch noch andere Eigenschaften. Eine von ihnen ist der Iso-Spin. Der hat nichts mit Spin, also Drehimpuls zu tun, verhält sich aber mathematisch sehr ähnlich. Eine anschauliche Deutung dieser Eigenschaft gibt es nicht, man braucht sie aber um Teilchen (und Antiteilchen) zu klassifizieren.
Genau so ist es mit der Eigenschaft Parität. Sie beschriebt das Verhalten des Teilchens bei Spiegelungen, also wenn man allen räumlichen Koordinaten ein anderes Vorzeichen gibt. Auch hier gibt es keine anschauliche Größe, aber die Paritätseigenschaft lässt sich messen.
Alle (und es gibt noch mehr) diese Eigenschaften sind zwischen Teilchen und Antiteilchen vertauscht, entgegengesetzt. Alle Eigenschaften von Teilchen und Antiteilchen heben sich auf.
Und vielleicht liegt hier eine "Erklärung" für die Antimaterie:
Die einfachste Welt ist diejenige, die vollkommen eigenschaftslos ist, denn hier braucht man nicht zu erklären wie es zu welchen Eigenschaften kommt.
Unser Kosmos als Ganzes könnte auch eigenschaftslos sein, heute und schon von Anfang an. Es gab aber einmal eine Trennung von gegensätzlichen Eigenschaften, also von Materie und Antimaterie,insgesamt hat sich dadurch aber nichts geändert, aber jeder Teilbereich für sich kann funktionierende physikalische Objekte wie Planeten und Sterne bilden.
Im Kleinen beobachten wir das heute bei der sog. Paarerzeugung: Bei ausreichender Energie kann ein Lichtphoton spontan in ein Elektron und ein Positron aufspalten, die jedes für sich eine eigene unabhängige weitere Existenz haben.
Da wir in einer Materiewelt leben, wird allerdings das Positron sehr schnell ein Elektron finden und dann tritt der gegenläufige Effekt ein: Elektron und Positron vernichten sich wieder zu Strahlung, also zu reiner Energie.
Und das scheint die Regel unseres Kosmos zu sein: Nie ändert sich etwas...Energie spaltet sich in Materie und Antimaterie auf, dabei kompensieren sich alle Eigenschaften, und dann zerstrahlen sich Materie und Antimaterie wieder zu eigenschaftsloser Energie: Aus Nichts wird Nichts.
Zwei Dinge sind daran komisch:
- Wie kommt es, dass wir in einem Materiekosmos leben, mit Materiemenschen, Materieplaneten....?
- Wenn es am Anfang zu dieser Aufspaltung kam, wo ist dann die ganze Antimaterie hin? Sie kann ja noch nicht weg sein, denn dann wären wir ja auch nicht mehr da....
Antworten bald in diesem Blog...
Bilder:
Beim ASACUSA Experiment im CERN, Genf, werden Antiprotonen so abgebremst, dass man damit Antiwassersrtoffatome erzeugen kann. 2016 konnte man erstmalig das Licht von Antiwasserstoff beobachten. 2017 gelang es die magnetischen Eigenschaften des Antiprotons zu messen und zu zeigen, dass auch sie denjenigen des Protons entgegengesetzt sind.
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