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postheadericonForscher beweisen: Materie kann aus Licht erzeugt werden

Publiziert am 29 Januar, 2022 unter Wissenschaft
Gute Nachrichten

Albert Einstein hatte recht als er 1905 seine Formel E = m mal c² veröffentlichte. Seine wohl berühmteste Formel sagt, vereinfacht gesprochen, aus, dass sich Materie und Energie ineinander umwandeln können.

Die eine Richtung erleben wir täglich wenn auf der Sonne sich verschmelzende Atomkerne in Strahlung umgewandelt werden und somit erst ein Leben auf unserer Erde stattfinden kann. Doch der umgekehrte Weg ist nicht so leicht nachzuweisen.

„Verstärkung“ für seine Theorie erhielt Einstein bereits im Jahr 1934 durch die Physiker Gregory Breit und John Wheeler. Sie bewiesen bereits damals theoretisch, dass das Zusammentreffen zweier energiereicher Photonen reicht, um ein Elektron und ein Positron, also Materieteilchen, zu erzeugen. Gleichzeitig zweifelten sie allerdings daran, dass dies auch praktisch umzusetzen wäre.

Jetzt kommt das Brookhaven National Laboratory in Upton, New York, ins Spiel. Dort arbeitet man mit einem Teilchenbeschleuniger, dem so genannten RHIC STAR Detektor. Typisch amerikanisch steht RHIC für Relativistic Heavy Ion Collider, was frei übersetzt heißt, Teilchenbeschleuniger für schwere Ionen gemäß der Relativitätstheorie. STAR steht für Solenoid Tracker at RHIC, was wiederum frei übersetzt magnetischer Aufspürer am RHIC heißt.
 
 

Die Versuchsanordnung sah folgendermaßen aus:

Man nahm stark positiv geladene Atomkerne, im vorliegenden Fall Goldatome. Man beschleunigt sie bis auf nahezu Lichtgeschwindigkeit im RHIC. Die Atome sind von einer Art Photonenwolke umgeben. Rasen nun zwei dieser Atomkerne aufeinander zu, reagieren die beiden Photonenwolken miteinander. Dabei kommt es zu zahlreichen Pärchen aus Elektronen und Positronen. Diese beiden Komponenten sind der Grundbaustein von Materie.

Der Leiter der Untersuchungen in Brookhaven, der Physiker Zhangbu Xu, sagt es mit seinen Worten: „Wir haben zwei Wolken aus Photonen, die sich aufeinander mit genügender Energie und Intensität zubewegen. Wenn sich zwei Ionen streifen, ohne direkt zu kollidieren, dann können diese Photonenfelder interagieren.“

Daniel Brandenburg vom Brookhaven Laboratory bekräftigt: „Unsere Ergebnisse liefern einen klaren Beleg für die direkte, in einem Schritt ablaufende Erzeugung von Materie-Antimaterie-Paaren aus der Kollision von Licht – so wie es von Breit und Wheeler theoretisch beschrieben worden ist.“

Somit konnte erstmals im Experiment nachgewiesen werden, dass die direkte Umwandlung von Licht in Materie möglich ist.

 

 

 
 

Quellen:

journals.aps.org
bnl.gov
scinexx.de