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Die Teilchen des Standard-Modells - Antiteilchen und Antimaterie  

Jeder, der schon einmal eine Science-Fiction-Serie gesehen hat, weiß, dass wir im Jahr 2398 die Antriebsaggregate unserer Raumschiffe mit Antimaterie betreiben werden.   Aber noch ist es ja nicht so weit; was ist also dran am Begriff Antimaterie? Oder fragen wir noch einfacher, wie stehts mit den Antiteilchen, aus denen die Antimaterie aufgebaut sein soll?    beam me up Scotty

Grundsätzlich gilt:
Zu jedem elementaren Teilchen (Quarks, Leptonen und Austauschteilchen) gibt es ein Antiteilchen.

Das Antiteilchen hat die gleiche Masse wie sein korrespondierendes Teilchen, aber bei allen anderen Ladungen (z.B. der elektrischen Ladung) besitzt es das entgegengesetzte Vorzeichen

Das bekannteste Antiteilchen ist das Positron, das Antiteilchen des Elektrons. Es hat die gleiche Masse, wie das Elektron, trägt aber eine positive Elementarladung. Rechts ist das Foto einer Positron-Spur durch eine Nebelkammer abgebildet, das 1932 von Anderson aufgenommen wurde. Die Spur ist gekrümmt, da senkrecht zur Bildebene ein Magnetfeld herrschte. Das Positron flog von unten (nur wenig gekrümmte Bahn) durch eine 7 mm dicke Bleiplatte, wurde abgebremst und flog mit verminderter Geschwindigkeit weiter (stärker gekrümmte Bahn). Ein Elektron mit derselben Energie hätte eine Bahn durchflogen, die aufgrund der negativen Ladung in die andere Richtung gekrümmt gewesen wäre. Abgekürzt schreibt man für das Positron e + Positron-Spur in der Nebelkammer

Meistens hat man den Antiteilchen aber keine neuen Namen gegeben, sondern setzt nur die Vorsilbe " Anti- " davor, wie bei Antiquark, Antiproton, Antineutrino etc..
Für ein Antiteilchen verwendet man den gleichen Buchstaben wie für sein
korrespondierendes Teilchen, es wird lediglich ein Querstrich darübergesetzt (Hinweis: aus technischen Gründen kann hier kein Querstrich über, sondern nur durch den Buchstaben gezogen werden, z.B. u und u für u-Quark und u-Antiquark).

Wie heißt das Antiteilchen des Müons?  
Eingabe (nur Kleinbuchstaben): 
    Kommentar:

Genauso wie sich die Elementarteilchen zu Atomen und damit zu Materie zusammensetzen, können auch Antiteilchen Antiatome und Antimaterie bilden. Technisch ist dies aber nur sehr schwer zu realisieren, obwohl man heute sehr gut Positronen und Antiprotonen erzeugen kann. Das Problem ist ganz einfach, denn Antiatome und "normale" Atome vernichten sich sofort   (annihilieren) unter Abstrahlung von Energie. 1996 ist es Teilchenphysikern zum ersten Mal am CERN (LEAR) gelungen Antiwasserstoff (gebundener Zustand aus Positron und Antiproton) zu erzeugen. Der Antiwasserstoff annihilierte aber innerhalb kürzester Zeit beim Kontakt mit anderer Materie. Wäre er völlig isoliert, würde er unendlich lange "leben".    

Für uns scheint es so, als gäbe es in der reellen Welt keine Antimaterie. Diese Unsymmetrie - es gibt offensichtlich (?) mehr Materie als Antimaterie - zwischen diesen beiden Teilchenklassen ist ein Rätsel, das noch nicht sicher gelöst ist. Nach unseren Konventionen ist auch eine Welt aus Antimaterie denkbar.  
Vermutungen gehen dahin, dass nach
nach dem Urknall, zu dem Materie und Antimaterie in gleicher Menge vorhanden waren (so wird vermutet!), nur etwa der Bruchteil 10 -8, also 10 "Milliardstel" der Annihilation entgangen sind. Darüber, dass ausgerechnet dieser kleine Rest übrig blieb, gibt es einige geistreiche Theorien. 

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