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SuperKEKB

Teilchenbeschleuniger soll Antimaterie untersuchen

Nachdem der japanische Teilchenbeschleuniger SuperKEKB nun den Betrieb aufgenommen hat, soll er jetzt die Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie untersuchen und in anderen Experimenten auch der Dunklen Materie auf die Spur kommen.

Tsukuba (Japan). Wissenschaftler werden am japanische Teilchenbeschleuniger SuperKEKB, nachdem jetzt die Kalibrierungen und Probeläufe erfolgreich abgeschlossen sind, eine Reihe von Experimenten durchführen. Diese sollten unter anderem neue Erkenntnisse über das Verhältnis von Materie und Antimaterie im Universum liefern. Mit Hilfe des Pixel-Vertex-Detektors Belle II sollen zudem Hinweise auf Dunkle Materie untersucht werden.

In einem Experiment wollen die Wissenschaftler, die am SuperKEKB in Tsukuba arbeiten, Elektronen und Positronen kollidieren lassen. Bei der Kollision entstehen sogenannte B-Mesonen, Paare aus jeweils einem Quark und einem Anti-Quark. Frühere Experimente haben gezeigt, dass der Zerfall von B-Mesonen und Anti-B-Mesonen nicht immer gleich, sondern stets unterschiedlich verläuft. Dieses als CP-Verletzung bezeichnetes Phänomen könnte laut den Wissenschaftlern die Frage beantworten, warum es heute im Universum nur noch Materie gibt, obwohl es aller Wahrscheinlichkeit nach direkt nach dem Urknall noch zu gleichen Teilen Materie und Antimaterie gab.

Teilchenbeschleuniger der neusten Generation

Der neue Teilchenbeschleuniger Super KEKB unterscheidet sich vom Large Hadron Collider (KHC) am Europäischen Kernforschungslabor CERN in der Schweiz vor allem durch seine niedrigere Energie bei höher Luminosität. So ermöglicht SuperKEKB hochpräzise Messungen. Belle II wurde im Vergleich zu Belle auch deutlich verbessert. So kann der Pixel-Vertex-Detektor rund 50 Mal mehr Daten sammeln als sein Vorgänger, der bis zum Jahr 2010 in Betrieb war.

Im Vorgänger des Detektors haben die japanischen Physiker Kobayashi und Toshihide Maskawa damals erste Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie nachweilen können und dafür im Jahr 2008 den Nobelpreis in Physik erhalten.

„Mit unserem bisherigen Wissen lassen sich nur etwa fünf Prozent des Energieinhalts im Universum beschreiben. Die Dunkle Energie und die Dunkle Materie lassen sich bisher nicht zuordnen. Mit dem neuen Detektor erhoffen wir uns Ergebnisse jenseits des bisher bekannten Standardmodells“, schreiben die Wissenschaftler.

Das Belle II-Experiment wird voraussichtlich bis zum Jahr 2027 laufen und den Wissenschaftlern hoffentlich viele neue Erkenntnisse über den Zusammenhang von Materie und Antimaterie, sowie zur Dunklen Energie und zur Dunklen Materie liefern.

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