Forschungszentrum Jülich - Jahresbericht 2012

Jahresbericht 2012 | Forschungszentrum Jülich Wissenteilen 65 V on jedem elementaren Teil- chen, das in der Natur vor- kommt, gibt es ein „Spie- gelbild“. Dieses Antiteilchen besitzt die gleiche Masse, aber entge- gengesetzte elektrische Ladung. Was wir Materie nennen, besteht aus den Teilchen, Antimaterie dann aus den ent- sprechenden Antiteilchen. Das Uni- versum ist nach heutigem Verständ- nis durch einen Urknall entstanden, bei dem gleich viel Materie wie Antimate- rie erzeugt wurde. Unserer Existenz aber verdanken wir dem Ungleichge- wicht von Materie zu Antimaterie. Oh- ne diese Asymmetrie hätten sich Mate- rie und Antimaterie nach dem Urknall vollständig gegenseitig ausgelöscht und es gäbe keine Galaxien, Planeten oder Menschen. Daraus resultieren zwei Fragen: Exis- tieren in unserem Universum Bereiche, die nur aus Antimaterie bestehen? Und falls nicht, wie ist es zu der Materie-An- timaterie-Asymmetrie gekommen? Zur Beantwortung wollen Forscher aus Aa- chen und Jülich gemeinsam beitragen und haben deshalb am 1. August 2012 JARA-FAME gegründet (S. 46). Der ersten Frage geht das Alpha- Magnet-Spektrometer (AMS) auf der In- ternationalen Raumstation ISS nach. AMS untersucht dort die kosmische Strahlung mit bisher unerreichter Präzi- sion. Ließe sich dabei auch nur ein ein- ziger Antikohlenstoff-Kern nachweisen, so wäre dies ein eindeutiger Beweis für die Existenz von Sternen aus Anti- materie. Das erste Ergebnis der AMS- Kollaboration um den Physik-Nobel- preisträger Samuel Ting ist bereits spektakulär und konnte nur durch die Unterstützung des Jülich Supercompu- ting Centre so schnell veröffentlicht werden: Die kosmische Strahlung ent- hält deutlich mehr Positronen als er- wartet. Ob dies ein Hinweis auf die rät- selhafte „Dunkle Materie“ ist, wollen die Forscher der Sektion FAME künftig klären. Der zweiten Frage widmet sich das Projekt JEDI (Jülich Electric Dipole Mo- ment Investigation): Heute kennt man zwar Phänomene, mit denen das Mate- rie-Antimaterie-Missverhältnis im Ansatz erklärt werden kann, allerdings reichen diese nicht aus, um dessen Ausmaß zu erklären. „Eine weitere Quelle dafür wäre das Auftreten eines permanenten elektri- schen Dipolmomentes (EDM) in Proto- nen“, erläutert Prof. Maier, einer der FAME-Direktoren. Unter einem elektri- schen Dipolmoment versteht man eine räumliche Trennung von positiver und ne- gativer Ladung. Diese bei einem Proton nachzuweisen, ist eine enorme Heraus- forderung. Angenommen, das Proton wäre so groß wie die Erde, dann müsste eine Separation in der Größenordnung des Durchmessers eines menschlichen Haares nachgewiesen werden. Die FAME- Forscher wollen in Speicherringen EDM mit noch nie erreichter Präzision bestim- men und so zur Lösung der fundamenta- len Frage unserer Existenz beitragen. Es ist eines der ganz großen Rätsel der Welt: Wo ist die Antimaterie geblieben, die am Anfang des Universums gemeinsam mit der Materie entstanden ist? Die Forscher der neuen JARA- Sektion FAME (Forces and Matter Experiments) wollen das Schicksal der Antimaterie aufklären. JARA-FAME: Elementare Bausteine und Kräfte erkunden

Forschungszentrum Jülich - Jahresbericht 2012

Pages