Beck Wissen - Antimaterie - Auf der Suche nach der Gegenwelt

Ideen vom Beginn des Jahrhunderts - wurde 1928 erfunden. Es besteht aus einem zylindrischen Rohr, das mit Luft und Alkoholdampf gefüllt ist. Zwischen einem axialen Draht und der Rohrwandung wird eine Hochspannung angelegt, die aber noch zu gering ist, um eine dauernde selbständige Glimmentladung auszulösen. Gelangt nun ein ionisierendes Teilchen von außen in das Innere des Rohrs, so werden die Elektronen der Gasatome losgeschlagen, und es entsteht ein Gemisch aus elektrisch positiv und negativ geladenen Teilchen. Dadurch kommt ein Entladungsstoß zustande, der über ein Zählwerk erfaßt werden kann. Der Alkoholdampf im Innern des Rohres führt zum raschen Verlöschen der Entladung. Anschließend ist das Rohr wieder zum Nachweis eines weiteren Teilchens bereit.
    Bei der Nebelkammer, die im Jahre 1912 erfunden wurde, handelt es sich um ein Gefäß, das mit übersättigtem Wasserdampf gefüllt ist. Beim Durchgang elektrisch geladener Teilchen kondensiert sich der Wasserdampf längs der Flugbahn der Teilchen, so daß deren Bahn bei entsprechender Beleuchtung sichtbar wird. Ein Magnetfeld bewirkt die Krümmung der Teilchenbahn. Daraus kann die Polarität der Ladung des jeweiligen Teilchens abgelesen werden, sofern die Flugrichtung des Teilchens bekannt ist.
    Zwei Physiker machten unter Verwendung dieser kernphysikalischen Meßgeräte um 1930 interessante Beobachtungen: Der Italiener Bruno Rossi untersuchte die kosmische Sekundärstrahlung und konnte die Ergebnisse nur unter der Annahme deuten, daß sowohl elektrisch positive wie auch negative Teilchen in sein Zählrohr eingedrungen waren. Das erschien derart ungewöhnlich, daß die Fachzeitschrift, der Rossi seine Resultate zur Veröffentlichung einreichte, das Manuskript zurückwies - kein Einzelfall in der Wissenschaft. Am Cavendish Laboratory in Cambridge (England) versuchte P. M.
    S. Blackett die merkwürdige Entdeckung seines italienischen Kollegen aufzuklären. Dazu benutzte er eine Nebelkammer, die aber so betrieben wurde, daß sie nur dann eine Aufnahme herstellte, wenn gleichzeitig drei Geiger-Müller-Zählrohre angesprochen hatten. Auch er fand ganze Schauer von elektrisch positiv wie auch negativ geladenen Teilchen. Als Blacketts Mitarbeiter G. Occhialini den überraschenden Befund auf dem soeben entwickelten Film seinem Chef Ernest Rutherford zeigte, soll dieser ihm auf der Stelle einen Fünfzig-Pfund- Scheck ausgestellt haben. Wie man das Ergebnis allerdings deuten sollte, das wußte auch Rutherford nicht.
    Kurz danach beobachteten zwei andere Physiker, der Amerikaner Carl David Anderson und der Niederländer Seth Neddermeyer dasselbe noch einmal - aber mit mehr Glück. In der Mitte der Nebelkammer befand sich eine Bleiplatte. Das Foto mit der Teilchenspur zeigte eine im Magnetfeld gekrümmte Bahn, die jedoch oberhalb der Bleiplatte die stärkere Krümmung aufwies. Das Teilchen mußte sich also beim Durchgang durch die Platte verlangsamt haben und folglich von unten gekommen sein. Dank der nun bekannten Flugrichtung konnte auch die elektrische Ladung einwandfrei ermittelt werden: Das Teilchen war elektrisch positiv. Ein Proton konnte es aber nicht sein - dann hätte es eine viel stärkere Abbremsung in der Platte erleiden müssen. Die Daten sprachen dafür, daß es sich um ein Teilchen von der Masse des Elektrons handelte, jedoch mit positiver Ladung. Das war etwas bis dahin völlig Unbekanntes: ein „Anti“-Elektron! Auch Rossi und Blackett hätten dieselbe Entdeckung schon vorher machen können, denn sie hatten gleichfalls ein positiv geladenes Elektron nachgewiesen, es aber nicht eindeutig als solches erkannt. Auch die Röntgen-Strahlen sind bereits vor Röntgen beobachtet worden, ebenso der Planet Uranus vor seiner Entdeckung durch Herschel. Eine Beobachtung ist eben noch keine Entdeckung! Viele bedeutende Entdeckungen kommen - auch
     

    Abb. 9: Beim Aufprall vom Gammastrahlung auf ein Proton entsteht ein Elektron-Positron-Paar, das in der Wilsonschen Nebelkammer infolge eines elektrischen Magnetfeldes als eine in sich gegabelte Spiralstruktur erscheint.
     
    heute noch - unverhofft. Plötzlich wird eine Tatsache gefunden, die alle Fachexperten überrascht, weil sie von niemandem erwartet wurde und sich möglicherweise auch nicht in die herrschenden theoretischen Vorstellungen einfügt. Im Fall des positiv geladenen Elektrons war es allerdings anders: Das wußte jedoch wiederum der Entdecker des Positrons nicht.
     
     
Die Löcher des Paul