Wo ist die Antimaterie?

Foto: CERN

Das ist eine der großen Fragen der Teilchenphysik. Die Wissenschaftler des LHCb-Detektors wollen genau dieser Frage bei den Teilchenkollisionen am LHC auf den Grund gehen. Beim Urknall sind Materie und Antimaterie in gleichen Mengen entstanden. Treffen sie aufeinander vernichten sie sich. Doch irgendetwas muss dazu geführt haben, dass nach dem Urknall Materie übrig geblieben ist, die jetzt unser Universum bildet.

Wichtige Hinweise auf der Suche nach diesem „Etwas“ könnten B-Teilchen wie das B_s-Meson liefern. Diese Teilchen zeigen ein besonderes Verhalten: Sie wandeln sich in ihre Antiteilchen um. So wird aus einem Bs-Meson ein Anti-B_s-Meson und wieder ein B_s-Meson und wieder ein … – so lange bis die Teilchen in leichtere Teilchen zerfallen. Diese Umwandlung findet etwa 3 Billionen Mal in einer Sekunde statt.

Die Umwandlung von Teilchen in Antiteilchen konnten schon andere Experimente sehr genau messen. Die Wissenschaftler von LHCb haben nun viele verschiedene Zerfallsmöglichkeiten von B_s-Mesonen untersucht – viele davon zum ersten Mal. Diese neuen Ergebnisse stellen die Wissenschaftler in dieser Woche auf einer großen Konferenz zur B-Physik, der BEAUTY 2011, in Amsterdam vor. Mit großen Datenmengen und der Untersuchung von weiteren Zerfallsmöglichkeiten hoffen die Wissenschaftler bis Ende dieses Jahres die Unterschiede zwischen B_s-Mesonen und Anti-B_s-Mesonen präzise vermessen zu können.

Diese Unterschiede zwischen B_s-Mesonen und ihren Antiteilchen können die Wissenschaftlern auch weitere Hinweise geben: Indem die Wissenschaftler die Unterschiede im Zerfall untersuchen, können sie Interferenzen zwischen dem Standardmodell und möglicher neuer Physik messen. Wenn die Effekte so groß sind, wie es die ersten Daten andeuten, könnten LHCb-Wissenschaftler schon in den Daten von 2011 neue Physik entdecken.