CERN-Experiment: Hinweis auf den Grund der Existenz gefunden

Wissenschaftlern zufolge entstanden beim Urknall gleiche Mengen Materie und Antimaterie. Wenn diese beiden Materiearten jedoch kollidieren, vernichten sie sich gegenseitig. Theoretisch hätte dies dazu führen sollen, dass im Universum nichts mehr übrig blieb. Doch da wir uns heute hier befinden, wurde dieses Gleichgewicht irgendwann gestört. Wissenschaftler versuchen zu verstehen, wie es zu dieser Störung kam.

SPIEGELVERZERRUNG

Laut einer im März 2025 vom CERN veröffentlichten und nun von der Fachzeitschrift Nature bestätigten Studie gibt es einen kleinen, aber entscheidenden Unterschied in der Wirkungsweise der fundamentalen Naturgesetze zwischen Materie und Antimaterie. Dieser Unterschied wird als Verletzung der Ladungsparitätssymmetrie (CP) bezeichnet.

Normalerweise haben Teilchen und ihre Antimaterie-Gegenstücke die gleiche Masse, aber entgegengesetzte Ladung. Wenn sich diese Teilchen jedoch in andere Teilchen verwandeln – beispielsweise beim radioaktiven Zerfall – kann diese Symmetrie gebrochen werden. Infolgedessen können einige Teilchen und ihre Antimaterie-Gegenstücke mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zerfallen.

SYMMETRIEVERLETZUNG BEOBACHTET

Diese Art der CP-Symmetrieverletzung wurde bereits zuvor bei Teilchen namens Mesonen beobachtet, dies ist jedoch das erste Mal, dass eine derartige Beobachtung bei Baryonen (wie Protonen und Neutronen), den grundlegenden Bausteinen der Materie, gemacht wurde.

Der Large Hadron Collider hat eine große Anzahl von Baryonen, bestehend aus Materie und Antimaterie, erzeugt und deren Zerfall untersucht. Dabei zeigte sich, wie diese Teilchen die Symmetrie verletzen. Die Forschung zeigt, dass Baryonen beim Zerfall etwas mehr Materie als Antimaterie produzieren.

Diese Beobachtung ist zwar ein entscheidender Schritt zur Erklärung der Materiehäufigkeit im Universum, doch der in der Studie festgestellte Unterschied zu astronomischen Beobachtungen ist immer noch minimal. Das bedeutet, dass die aktuelle physikalische Theorie, das Standardmodell, diese Asymmetrie nicht vollständig erklären kann.

Daher gehen Wissenschaftler davon aus, dass es noch weitere Ursachen für CP-Verletzungen gibt, die es der Materie ermöglichen, sich gegen Antimaterie durchzusetzen, und dass diese bislang noch nicht entdeckt wurden.