ALPHA Collaboration
Die ALPHA-Kollaboration ist eine Gruppe von Physikern aus etwa 11 Universitäten, die zusammenarbeiten (oder "kooperieren"), um zu versuchen, neutrale Antimaterie einzufangen. Die neutrale Antimaterie, an deren Einfangen sie arbeiten, ist Antiwasserstoff. Dabei handelt es sich um die Antimaterie-Version von Wasserstoff, dem ersten Atom im Periodensystem. Antiwasserstoff hat, wie Wasserstoff, zwei entgegengesetzt geladene Teilchen. Wasserstoff hat ein Proton und ein Elektron, und Antiwasserstoff hätte also ein Antiproton und ein Positron. Ein Positron ist die gebräuchliche Bezeichnung für das Antielektron.
CERN
Die ALPHA-Zusammenarbeit hat ihr Experiment am CERN in Genf in der Schweiz. CERN ist der einzige Ort auf der Welt, der "langsame" Antiprotonen liefern kann, die von ALPHA leicht eingefangen werden können. ALPHA bringt diese Antiprotonen dann mit Positronen in Kontakt und bildet Antiwasserstoff.
Antiwasserstoff hat, wie viele Atome und insbesondere Wasserstoff, ein kleines magnetisches Dipolmoment. Ein Dipolmoment ist eine andere Art zu sagen, dass sich das Atom ein bisschen so verhält, als wäre es ein winziger Magnet mit einem Nord- und einem Südpol. Normalerweise werden solche kleinen Magnete von anderen Magneten angezogen. Einige Atome verhalten sich jedoch in einigen Zuständen so, dass sie von Magnetfeldern abgestoßen werden. Das bedeutet, dass die Atome möglicherweise durch ein Minimum an Magnetfeld im Raum gefangen werden könnten. ALPHA versucht genau dies mit Antiwasserstoff zu erreichen. Durch eine geschickte Anordnung von Magneten verfügt ALPHA über eine so genannte magnetische Minimalfalle, in der Antiwasserstoff eingeschlossen werden kann.
Dies ist ein schwieriger Prozess. Die magnetischen Kräfte auf diese Atome sind ziemlich schwach, so dass die Falle nur Antiwasserstoffatome mit sehr geringer Bewegungsenergie (kinetische Energie) enthalten kann, d.h. bei sehr niedriger Temperatur. Die dem heutigen Stand der Technik entsprechende ALPHA-Falle kann Antiwasserstoffatome in ihrem Grundzustand enthalten, wenn sie kälter als etwa 0,5 Kelvin sind (d.h. 0,5 Grad über dem absoluten Nullpunkt). ALPHA arbeitet derzeit an der Herstellung eines solchen kalten Antiwasserstoffs.
Fragen und Antworten
F: Was ist die ALPHA-Zusammenarbeit?
A: Die ALPHA Collaboration ist eine Gruppe von Physikern aus etwa 11 Universitäten, die gemeinsam versuchen, neutrale Antimaterie einzufangen.
F: Was ist die neutrale Antimaterie, die die ALPHA Collaboration einfangen will?
A: Die neutrale Antimaterie, an deren Einfangen die ALPHA Collaboration arbeitet, ist Antiwasserstoff.
F: Was ist Antiwasserstoff?
A: Antiwasserstoff ist die Antimaterie-Version von Wasserstoff, dem ersten Atom im Periodensystem, das genau wie Wasserstoff zwei entgegengesetzt geladene Teilchen besitzt.
F: Was sind die beiden gegensätzlich geladenen Teilchen im Antiwasserstoff?
A: Die beiden entgegengesetzt geladenen Teilchen des Antiwasserstoffs sind ein Antiproton und ein Positron.
F: Was ist ein Positron?
A: Ein Positron ist das Anti-Elektron und das Gegenteil eines Elektrons.
F: Was ist das Ziel der ALPHA-Kollaboration beim Einfangen von Antiwasserstoff?
A: Das Ziel der ALPHA-Kollaboration beim Einfangen von Antiwasserstoff ist es, die Eigenschaften und das Verhalten von Antimaterie zu untersuchen, was uns helfen könnte, die grundlegenden Abläufe im Universum besser zu verstehen.
F: In welchem Zusammenhang steht die Arbeit der ALPHA-Kollaboration an Antiwasserstoff mit dem Periodensystem?
A: Die Arbeit der ALPHA Collaboration an Antiwasserstoff hat einen Bezug zum Periodensystem, denn Antiwasserstoff ist die Antimaterie-Version des ersten Elements in der Tabelle, Wasserstoff.
