Auf der Suche nach dem kleinen Unterschied zwischen Materie und Antimaterie haben Physiker einen neuen Weltrekord im Präzisionsmessen aufgestellt. Das Resultat: Die Stärke der magnetischen Momente von Protonen und Antiprotonen ist auf neun signifikante Stellen identisch. Die Genauigkeit der Messmethode wurde aber um den ungewöhnlich großen Faktor 350 verbessert, wie die Physiker in der Fachzeitschrift „Nature“ berichten.

Eigentlich müssten sich Materie und Antimaterie ausgelöscht haben

Nach der gängigen Theorie ist Anti-Materie das genaue Spiegelbild von Materie. Deshalb müssten sich Materie und Antimaterie eigentlich gegenseitig ausgelöscht haben – was augenscheinlich nicht der Fall ist. Die Welt, der Mensch, bestehen aus Materie. Die Physiker wollen deshalb herausfinden, wo genau der Unterschied zwischen Materie und Antimaterie liegt.

„Das magnetische Moment im Proton ist genau gleichstark wie im Antiproton – das wurde aber in dieser Präzision noch nicht vorher nachgewiesen“, sagte Stefan Ulmer, Chefwissenschaftler am Base-Projekt der Europäischen Organisation für Kernforschung (Cern) in Genf. Ist das Ergebnis dann nicht eine Enttäuschung? „Das ist eine Charakterfrage“, sagt Ulmer. „Der Weg ist das Ziel.“ Man lerne in solchen Messprozessen so viel, dass sich der Aufwand immer lohne.

Bei noch genauerer Messung könnte Unterschied auftreten

Das Experiment findet am weltgrößten Teilchenbeschleuniger statt, den die Organisation im französisch-schweizerischen Grenzgebiet 100 Meter unter der Erde betreibt. Dort lassen die Physiker Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit kollidieren und simulieren damit Bedingungen wie kurz nach dem Urknall, dem Entstehungsmoment des Universums. „Wenn die Urknallexplosion sich so verhalten hat wie alle anderen physikalischen Prozesse, die wir kennen, muss dabei exakt so viel Materie wie Antimaterie entstanden sein“, sagt Ulmer.

Beim jüngsten Experiment ist zwar keine Differenz zwischen Materie und Antimaterie erkennbar geworden. „Es ist aber absolut möglich, dass bei noch genauerer Messung ein Unterschied zu Tage tritt“, sagt Ulmer. Möglich ist aber auch, dass der Unterschied gar nicht im magnetischen Moment sondern in einer anderen fundamentalen Eigenschaft der Teilchen, etwa der Masse, liege. „Eins ist klar: es gibt einen Unterschied“, sagt Ulmer.