Beck Wissen - Antimaterie - Auf der Suche nach der Gegenwelt

großem Umfang, daß Elektronen, Protonen und Ionen sich von einem Stern zum anderen bewegen. Für größere Objekte mit Durchmessern über 1/100 mm stellt das Plasma hingegen kein Hindernis dar.
    Die Sterne im Universum sind sämtlich von einem ausgedehnten magnetisierten Plasma, also einer wirksamen Schutzhülle gegen das Eindringen von kleinsten elektrisch geladenen Partikeln von einem anderen Stern umgeben. Sinngemäß gilt Ähnliches auch für den intergalaktischen Raum, in dem entsprechende magnetisierte Plasmen die Sternsysteme umgeben.
    Nach allem, was wir bisher über Antiteilchen wissen, ist es ganz klar, daß ein Stern aus Antimaterie ebenfalls von einem Plasma - nennen wir es Antiplasma - umgeben ist. Die Bestandteile des Antiplasmas sind Positronen, Antiprotonen und Ionen aus Antiprotonen und Positronen. Für sie gelten dieselben Gesetze, d.h., auch der Antistern schützt sich gegen das Eindringen von Elementarteilchen und Ionen eines anderen Antisterns durch das ihn umgebende magnetisierte Antiplasma.
    Fragen wir nun: Was geschieht, wenn ein gewöhnlicher Stern und ein Antistern irgendwo im Universum sich in räumlicher Nachbarschaft, d.h. in dem für Sterne typischen Abstand von einigen Lichtjahren befinden? Der gewöhnliche Stern ist von einem Plasma umgeben, das einen Durchmesser von einem bis mehreren Lichtjahren aufweist. Der Antistern befindet sich hingegen im Zentrum eines kugelförmigen Antiplasmas. Im Raum zwischen den beiden Sternen müssen sich folglich Plasma und Antiplasma „begegnen“.
     
     
Der Tropfen auf der Herdplatte
     
    Naheliegend scheint die Vermutung, daß in diesem Fall die Katastrophe eintritt: Die Teilchen und Antiteilchen von Plasma und Antiplasma zerstrahlen unter enormer Energiefreisetzung, und die beiden Plasmen „verschwinden“ - werden zu Energie. Wenn man die Prozesse aber genauer betrachtet, kommt man zu einem anderen Ergebnis. Das Analogon Vergleiche hinken zwar immer, veranschaulichen aber auch ist der Wassertropfen auf einer sehr heißen Herdplatte. Denken wir uns eine elektrische Kochplatte, die auf eine Temperatur von weit über 100°C aufgeheizt ist. Da Wasser bei 100°C in den gasförmigen Aggregatzustand übergeht, sollte der Wassertropfen augenblicklich in Dampf übergehen. Das Experiment zeigt aber etwas anderes: Der Tropfen kann bis zu mehreren Minuten bestehen bleiben, wobei er auf der heißen Herdplatte lebhafte Bewegungen ausführt. Wie ist dieses merkwürdige Verhalten zu erklären?
    Zwischen dem Tropfen und der Herdplatte bildet sich bei der Berührung eine Dampfschicht heraus, die den Übertritt der Wärme von der Herdplatte auf das Wasser im Tropfen unterbindet. Die isolierende Dampfschicht hat zur Folge, daß der Tropfen allmählich kleiner wird und erst nach längerer Zeit vollständig verdampft. Lediglich bei einer Herdplattentemperatur nahe 100°C ist die Dampfschicht so dünn, daß sie unwirksam bleibt und der Tropfen explosionsartig in 'Wasserdampf übergeht.
    Ähnliche Vorgänge laufen auch bei der Berührung zweier Plasmen aus Materie und Antimaterie ab. Zwar finden Zerstrahlungen statt - wie ja auch beim Wassertropfen ein Teil des Wassers verdampft und die Isolierschicht bildet - doch die bei der Zerstrahlung freigesetzte Energie bewirkt im wesentlichen die Entstehung einer Trennschicht. Dadurch findet die „Vernichtung“ von Materie und Antimaterie nur in einem begrenzten Gebiet und auch nur relativ langsam statt.
    Zwischen Materie und Antimaterie bildet sich eine „Leidenfrost-Schicht“, benannt nach dem deutschen Arzt Johann Gottlob Leidenfrost, der das Phänomen des Wassertropfens auf der Herdplatte im 18. Jahrhundert zum erstenmal studiert und beschrieben hat. Der schwedische Physiker Hannes Alfven hat die Vorgänge, die in einem solchen (magnetisierten) „Ambiplasma“ ablaufen, näher untersucht: Wenn ein Proton und sein Antagonist, das Antiproton, zusammentreffen, findet ein Umwandlungsprozeß statt, bei dem zunächst Mesonen entstehen, die aber rasch zerfallen und schließlich nach Bruchteilen einer Sekunde zur Bildung von Elektronen und Positronen führen. Die hohen Energien dieser Teilchen von etwa 100 Millionen Elektronenvolt (100 MeV) zwingen sie im Magnetfeld auf spiralförmige Bahnen, so daß sich die entstandenen Teilchen nicht weit voneinander entfernen können. Anders die ebenfalls entstandenen Neutrinos sowie die Gammaquanten - sie werden vom Magnetfeld nicht beeinflußt und bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit