Antimaterie
Antimaterie ist Materie, die aus Antiteilchen aufgebaut ist. Ein Atom Anti-Wasserstoff besteht zum Beispiel aus einem negativ geladenen Antiproton, das von positiv geladenen Positronen umkreist wird. Beim Aufeinandertreffen eines Teilchen/Antiteilchen-Paares annihilieren sich beide gegenseitig unter Energiefreisetzung in Form elektromagnetischer Strahlung (Gammastrahlung).
Antimateriepartikel können mithilfe von Teilchenbeschleunigern unter immensem Energieaufwand hergestellt werden. Da dieser Prozess sehr ineffizient ist, muss deutlich mehr Energie aufgewendet werden als bei der Annihilation wieder frei wird.
Antimateriepartikel werden in der Physik mit einem Querstrich gekennzeichnet, also z.B.:
- Proton
- Antiproton
Antimaterie im Universum
Soweit bekannt existieren keine Antimaterie-Atome innerhalb unseres Universums. Diese Asymmetrie ist sehr erstaunlich, da alle bekannten Naturgesetze nicht (oder nur geringfügig, siehe Schwache Wechselwirkung) zwischen Teilchen und Antiteilchen, und somit Materie und Antimaterie, unterscheiden. Somit sollte man erwarten, dass nach dem heissen und dichten Anfangszustand des Universums (Urknall) Materie und Antimaterie in gleichen Mengenverhältnissen entstanden wären. Dieses offensichtliche Ungleichgewicht ist eines der geoßen Rätsel der Elementarteilchenphysik und Kosmologie; man vermutet, dass erst vereinheitlichende Theorien (z.B. Stringtheorie, M-Theorie, Supersymmetrie) diese Ungleichverteilung zufriedenstellend erklären werden.
Frühere Vermutungen, dass das Universum in einigen Bereichen mit Materie, in anderen mit Antimaterie gefüllt sei, gelten heute als Unwahrscheinlich. Es wurde bislang keine Anihilationsstralung, die an den Grenzgebieten entstehen sollte nachgewiesen.
Allerdings ist das Ungleichgewicht von Materie und Antimaterie eine der Voraussetzungen für die Stabilität dieses Universums, und somit für das Leben auf der Erde.