Jeder mag einen Roadtrip, und Wissenschaftsfreaks sind da keine Ausnahme. Sie haben sogar herausgefunden, wie man ein wenig Antimaterie mit auf die Reise nehmen kann. CERN hat bekannt gegeben, dass es ihm zum ersten Mal überhaupt gelungen ist, Antimaterie nicht nur aus dem Labor zu transportieren, sondern sie auch auf einen Lastwagen zu laden und damit eine Fahrt zu unternehmen.
Diese Wissenschaftler haben nicht vor, ihre Antimaterie an ihren freien Tagen mit an den Strand zu nehmen. Der Standort des CERN an der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz ist der einzige Ort auf der Welt, der winzige Mengen Antimaterie für Forschungszwecke erzeugen kann. Sobald es mit Materie in Kontakt kommt, vernichten sich die Teilchen gegenseitig, was es äußerst schwierig macht, in der Nähe zu bleiben. Das BASE-Projekt (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment) hat Antimaterieteilchen erfolgreich über einen Zeitraum von mehr als einem Jahr gespeichert, sodass dies kein Problem mehr darstellt.
Allerdings erzeugen die zur Erzeugung von Antimaterie verwendeten Geräte winzige Magnetfelder, die Wissenschaftler daran hindern, genauere Messungen durchzuführen. CERN sagt:
„Die Maschinen und Geräte in der ‚Antimaterie-Fabrik‘ des CERN, in der sich BASE befindet, erzeugen Magnetfeldschwankungen, die die Möglichkeiten unserer Präzisionsmessungen einschränken“, erklärt Stefan Ulmer, Sprecher von BASE. Diese Schwankungen sind winzig, in der Größenordnung von einem Milliardstel Tesla, 20.000 Mal kleiner als das Erdmagnetfeld und außerhalb des Gebäudes nicht wahrnehmbar. „Die Präzision der Messungen in BASE ist jedoch so hoch, dass ein noch tieferes Verständnis der grundlegenden Eigenschaften von Antiprotonen einen Umzug des Experiments aus dem Gebäude erfordern wird“, sagt Stefan Ulmer.
Der nächste Schritt
Zu diesem Zweck bauten Wissenschaftler BASE-STEP, eine tragbarere Version der Ausrüstung, die zur sicheren Aufbewahrung von Antimateriepartikeln erforderlich ist. Ursprünglich als etwas gedacht, das klein genug ist, um es auf den Rücksitz zu werfen, wiegt es etwa eine Tonne und erfordert für den Transport einen LKW. Mehr als die Hälfte dieses Gewichts stammt von persistenten supraleitenden Magneten, ähnlich wie bei Magnetschwebebahnen, die Antimateriepartikel in einer Vakuumkammer schweben lassen und so verhindern, dass sie mit Materie in Kontakt kommen. Flüssiges Helium kühlt diese Kammer auf -445 Grad Fahrenheit, nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt. BASE-STEP ist so konzipiert, dass es bis zu 1 G Beschleunigung in jede Richtung absorbiert und so Unebenheiten auf der Straße sowie die normalen Fahrkräfte ausgleicht.
Am Dienstag, den 24. März, luden Wissenschaftler BASE-STEP und die darin gelagerten 92 Antiprotonen auf einen Lastwagen und fuhren dann etwa 90 Minuten lang um den CERN-Campus herum, während sie den Zustand seiner Ladung überwachten. Der Test war erfolgreich, da die gesamte Antimaterie den Antrieb überlebte. Dies ist ein wichtiger Schritt, um anderen Forschungseinrichtungen in ganz Europa die Teilnahme an der Antimaterieforschung zu ermöglichen. Ziel ist es, Antimaterie zu einem etwa acht Stunden entfernten Forschungslabor in Deutschland zu transportieren. BASE-STEP nutzte für diesen Test Bordstrom, benötigt jedoch einen Generator, um die Fahrt über einen so langen Zeitraum am Laufen zu halten.
Ist es sicher?
Wenn man bedenkt, dass sich Materie und Antimaterie bei ihrer Kollision gegenseitig vernichten und dabei gewaltige Energie freisetzen, fragt man sich natürlich, wie sicher der Transport auf öffentlichen Straßen ist. Es scheint, dass es in allen paar Episoden von „Star Trek“ zu einem Bruch im Warpkern kommt, der genau dies zulässt und dabei droht, ein Raumschiff in die Luft zu jagen. Ein Pfund Antimaterie könnte eine Explosion verursachen, die 19 Megatonnen TNT entspricht, man kann sich also leicht vorstellen, wie gefährlich das sein könnte.
Glücklicherweise ist die Wahrheit sicherer als Science-Fiction. Ein Pfund enthält etwa 454 Gramm. Avogadros Zahl sagt uns, dass es 6,02214076 × 10 gibt23 subatomare Teilchen in einem Gramm einer Substanz. BASE-STEP transportierte 92 Partikel. Nur die präzise Überwachungsausrüstung des CERN wäre in der Lage, ihre Vernichtung zu erkennen. Anders ausgedrückt sagt CERN:
Wenn der Transportversuch fehlschlägt und die Antiteilchen vernichten, entspricht die freigesetzte Energie der Energie von 10 Mikroelektronen (das ist die Masse von tausend Elektronen). Zum Vergleich: Die Menge an Sonnenlicht, die jede Sekunde auf unsere Haut scheint, ist 1 Milliarde Mal größer als die Energiemenge, die bei der Vernichtung aller Antiprotonen in der BASE-STEP-Falle freigesetzt wird. Dieser Transport ist nicht gefährlicher als jeder LKW-Transport auf öffentlichen Straßen.
Größere Mengen könnten in Zukunft gewisse Risiken mit sich bringen, aber das gilt auch für Atommüll, mit dem wir uns 80 Jahre nach seiner Entstehung immer noch beschäftigen, und zwar noch für Zehntausende von Jahren. Zumindest ist Antimaterie nicht radioaktiv.
