Positronium im Käfig
Forscher berechnen Wechselwirkungen der Materie-Antimaterie-Verbindung mit Glas
Als vor zwei Jahren Forscher aus Kalifornien bekanntgaben, Moleküle aus Elektronen und ihren Antiteilchen, den Positronen, hergestellt zu haben, war die Fachwelt zunächst noch skeptisch. Theoretische Physiker aus Illinois haben das Experiment nun mit Hilfe neuartiger numerischer Hilfsmittel genau analysiert und die ursprünglichen Schlussfolgerungen untermauert. Demnach bildeten sich in dem Experiment wohl nicht nur einzelne Moleküle aus Materie und Antimaterie, sondern sogar Verbunde mehrerer Moleküle.
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Wenn ein Elektron mit einem Positron zusammentrifft, so zerstrahlen sich die beiden Teilchen gewöhnlich zu Licht. In sehr seltenen Fällen gehen die beiden Teilchen allerdings einen kurzzeitig stabilen Verbund ein, ermöglicht durch ihre unterschiedliche elektrische Ladung. Dieses sogenannte Positronium hat je nach seiner Umgebung eine Lebensdauer von mehreren Nanosekunden und wurde im Jahre 2005 von Allen Mills und seinen Kollegen aus Riverside erstmals durch Beschuss von porösem Glas mit Positronen hergestellt.
Eine Forschergruppe der Northwestern University um Rolando Saniz hat die Wechselwirkung von Positronium mit porösem Glas nun mit Hilfe von Computersimulationen untersucht. Auf diese Weise konnten die Forscher berechnen, wie die Lebensdauer eines in einer Pore des Glases gefangenen Positroniums durch die Wechselwirkungen mit den Wänden beeinflusst wird.
Die Berechungen bestätigten die in den Experimenten beobachteten Lebensdauern von etwa 100 Nanosekunden, doch damit nicht genug: Saniz zufolge können während dieser Zeit zwei dieser Moleküle eine Verbindung eingehen und ein sogenanntes Dipositronium bilden, genau wie von Mills vermutet. Eines der nächsten Ziele besteht nun darin, ein Bose-Einstein-Kondensat aus Positronium zu erzeugen, so die Forscher.
Physical Review Letters, Band 99, Artikel 096101
Stefan Maier
