Aus der Forschung
Fast sieben Tonnen schwer und vier Meter hoch ist das Alpha-Magnet-Spektrometer, das mit einem kräftigen Magneten die geladenen Teilchen der kosmischen Strahlung durch die Detektoren lenkt und diese Teilchen dann wie eine riesige Kamera abbildet. Bild: NASA
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Suche nach Antimaterie und Dunkler Materie im Weltall
Kurz nach dem Urknall muss praktisch die gesamte Materie des Universums entstanden sein, vermutlich jedoch auch Antimaterie, wie man es aus Beschleunigerexperimenten kennt. Wurde diese Antimaterie durch Annihilation mit der Materie komplett vernichtet oder ist ein Rest geblieben? Gibt es vielleicht sogar Galaxien aus Antimaterie?
KIT-Experten am Bau des Instruments beteiligt
Diese Fragen könnte eine präzise Vermessung der kosmischen Strahlung außerhalb der Erdatmosphäre aufklären. Dazu hat eine internationale Forschungskollaboration ein Spektrometer entworfen, das mit der Raumfähre Endeavor an Bord der Internationalen Raumstation gebracht werden soll. Außerdem wollen sie damit der Natur der unsichtbaren „dunklen“ Materie auf die Spur kommen. Das Alpha Magnetic Spectrometer AMS-02 wiegt rund 7 Tonnen, wesentliche Komponenten des AMS-02-Instruments wurden von der RWTH Aachen und dem KIT gebaut.
Indizien für Antimaterie klar definiert
"Wenn man auch nur einen Antihelium-Atomkern mit dem AMS-Detektor nachweisen würde, wäre dies ein starkes Indiz dafür, dass es Galaxien aus Antimaterie gibt“, sagt KIT-Forscher Wim de Boer, der dort die AMS-Gruppe leitet. „Denkbar wäre, dass größere Mengen Antimaterie unmittelbar nach dem Urknall in eine andere Richtung geschleudert wurden und damit eine Reaktion mit der sichtbaren Materie verhindert wurde“, erläutert de Boer. „Ein Antikohlenstoff-Atomkern, bestehend aus sechs Antiprotonen und sechs Antineutronen, wäre noch spektakulärer, weil man solche schweren Kerne nicht in Kollisionen herstellen kann. Diese können nur in kollabierenden Sternen aus Antimaterie „gebacken“ werden.
Eine zusätzliche Quelle für Antimaterie könnte die Annihilation oder Vernichtung der dunklen Materieteilchen sein. Denn diese Teilchen, die sich bisher nur durch ihre Gravitationskraft bemerkbar machen, sind elektrisch ungeladen und können daher ihre eigenen Antiteilchen sein, die sich auslöschen, wenn sie aufeinanderprallen. Bei der gegenseitigen Vernichtung entstehen wieder gleiche Mengen von Teilchen und Antiteilchen, die sich als zusätzliche Komponenten in den Energiespektren der kosmischen Strahlung bemerkbar machen könnten.
