Großexperiment SuperKEKB 07.05.2018, 13:09 Uhr

Das Rätsel um die Antimaterie wird gelöst

In Japan geht ein Großforschungsgerät in Betrieb, in dem Elektronen- mit Positronenpakete kollidieren. Dabei entstehen kurzlebige andere Teilchen. Sie geben Aufschluss darüber, warum die Erde nicht von einer Anti-Erde verschlungen worden ist.

Der Belle II-Detektor zeichnet die von SuperKEKB produzierten Teilchenkollisionen auf und wertet sie aus.

Der Belle II-Detektor zeichnet die von SuperKEKB produzierten Teilchenkollisionen auf und wertet sie aus.

Foto: Shota Takahashi/KEK

Bei der Entstehung des Weltalls müssen die Massen an Materie und Antimaterie gleich gewesen sein. Heute ist das anders. Die merkwürdige Antimaterie, die sich mit Materie zu reiner Energie vereinigt, ist nahezu verschwunden. Dafür gibt es keine Erklärung, nur Vermutungen. Die sollen jetzt geprüft und wenn möglich bestätigt werden.

Das Elektronenrohr ist schon gefüllt

Dazu dient ein Großexperiment namens SuperKEKB, dessen Inbetriebnahme jetzt im japanischen Tsukuba, 55 Kilometer entfernt von Tokio, begonnen hat. Die Physiker schossen mit Hilfe eines Linearbeschleunigers Elektronen in den Beschleunigerring. Sie bilden dichte Pakete, die durch das Endlosrohr rasen. Anfang April soll der zweite Ring mit Positronenpaketen gefüllt werden. Das sind Teilchen, die ebenso groß sind wie Elektronen. Sie haben aber, anders als diese, eine positive Ladung. In ihrem Endlosrohr flitzen die Positronen entgegen der Elektronenrichtung.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Tagueri AG-Firmenlogo
Teamleitung im Bereich Diagnose (m/w/d) Tagueri AG
Hamburg Zum Job 
Tagueri AG-Firmenlogo
(Junior) Consultant Funktionale Sicherheit (m/w/d) Tagueri AG
Hamburg Zum Job 
Tagueri AG-Firmenlogo
Consultant Systems Engineering (m/w/d) Tagueri AG
Hamburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieure - Schwerpunkt konstruktiver Ingenieurbau für die Bauwerksprüfung nach DIN 1076 (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Hamburg Zum Job 
Funkwerk AG-Firmenlogo
Techniker / Ingenieur im Engineering Vertrieb (m/w/d) Funkwerk AG
deutschlandweit Zum Job 
ITW Fastener Products GmbH-Firmenlogo
Technische:r Vertriebsingenieur:in für VW ITW Fastener Products GmbH
Creglingen-Münster Zum Job 
Framatome GmbH-Firmenlogo
Senior Project Quality & OPEX Manager (m/w/d) Framatome GmbH
Erlangen Zum Job 
Rheinmetall Electronics GmbH-Firmenlogo
Elektronikentwickler (m/w/d) Rheinmetall Electronics GmbH
Rheinmetall Electronics GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur Kältemittelverdichter (m/w/d) Rheinmetall Electronics GmbH
Forschungszentrum Jülich GmbH-Firmenlogo
Ingenieur für Gebäudeausrüstung / Versorgungstechnik (w/m/d) Forschungszentrum Jülich GmbH
Jülich bei Köln Zum Job 
Diehl Aerospace GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Entwicklungsingenieur (m/w/d) Avionik (System) Diehl Aerospace GmbH
Nürnberg, Überlingen, Frankfurt am Main, Rostock Zum Job 
Rheinmetall Electronics GmbH-Firmenlogo
Projektmanager technische Entwicklungsaktivitäten (m/w/d) Rheinmetall Electronics GmbH
Neckarsulm Zum Job 
Stadtwerke Verkehrsgesellschaft Frankfurt am Main mbH-Firmenlogo
Teamleitung Haltestellen und Stationen (d/m/w) Stadtwerke Verkehrsgesellschaft Frankfurt am Main mbH
Frankfurt am Main Zum Job 
Lahnpaper GmbH-Firmenlogo
Leitung Entwicklungslabor (m/w/d) Lahnpaper GmbH
Lahnstein Zum Job 
Energieversorgung Halle Netz GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur - Fernsteuerung Energienetze (m/w/d) Energieversorgung Halle Netz GmbH
Halle (Saale) Zum Job 
Riedel Bau-Firmenlogo
Energieberater / Auditor (m/w/d) Riedel Bau
Schweinfurt Zum Job 
SWM Services GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur*in im digitalen Messwesen (m/w/d) SWM Services GmbH
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Elektro- / Kommunikationstechnik Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt am Main Zum Job 
RENOLIT SE-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (m/w/d) für Automatisierungstechnik RENOLIT SE
Frankenthal Zum Job 
BREMER Bremen GmbH-Firmenlogo
Kalkulator (m/w/d) BREMER Bremen GmbH

Ziel ist es, beide Pakete aufeinander zu lenken, sodass die Elektronen mit ihren Antiteilchen kollidieren. Dabei entstehen neue Teilchen, die extrem kurzlebig sind. Ein gewaltiges Messgerät namens Belle II, in dessen Innerem die Kollisionen stattfinden, registriert die Teilchen und erfasst ihre Positionen mit bisher ungekannter Genauigkeit. Aus diesen Ereignissen hoffen Forscher aus zahlreichen Ländern in aller Welt Hinweise darauf zu finden, warum die Antimaterie nicht die gesamte Materie in Energie verwandelt hat. Anders ausgedrückt, warum die Erde und die unzähligen anderen Himmelskörper nicht von ihren Gegenobjekten verschlungen worden sind.

Erste Kollisionen in einigen Monaten

Der neue Beschleuniger ist im Grunde ein aufwändiger Umbau des Beschleunigers KEKB, der vor acht Jahren an gleicher Stelle stillgelegt wurde. Jetzt ist die Modernisierung fast abgeschlossen. In einigen Monaten soll es die ersten Kollisionen geben. Die Speicherringe sind jeweils rund drei Kilometer lang. Damit können sie dem Large Hadron Collider im europäischen Kernforschungszentrum Cern in Genf nicht das Wasser reichen. Der misst gut 27 Kilometer. Beide sind allerdings keine Konkurrenten. In Genf werden keine Elektronen, sondern die vielfach größeren Hadronen auf die Reise geschickt. Dazu gehören beispielsweise Protonen.

Mehr als 200 Gigabit pro Sekunde

Belle II, an dessen Konstruktion 100 Forschungseinrichtungen in 25 Ländern beteiligt sind, darunter das Max-Planck-Institut für Physik in München und die ebenfalls in der bayrischen Hauptstadt beheimatete Universität sowie die dortige Technische Universität, produziert gigantische Datenmengen: Mehr als 200 Gigabit pro Sekunde. Es geht vor allem um die so genannten B-Mezonen, die bei den Kollisionen entstehen und gleich wieder in andere Teilchen zerfallen. „Mit der erfolgreichen Inbetriebnahme des Beschleunigers und des Belle-II-Experiments in Japan öffnet sich nun die Tür für einzigartige wissenschaftliche Resultate und hoffentlich viele Überraschungen“, sagt Professor Thomas Kuhr von der Münchner Universität.

Mit der Modernisierung stellt SuperKEKB einen neuen Rekord auf. Im Vergleich mit anderen Beschleunigern erzielt er die höchste Luminosität. Darunter versteht man die Anzahl von Kollisionen pro Sekunde und definierter Fläche. Auch gegenüber seinem Vorgänger legt SuperKEKB deutlich zu: Pro Sekunde entstehen 1.000 B-/Anti-B-Mesonenpaare . Bei KEKB waren es 25.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.