Antimaterie

Antimaterie ist Materie, die aus Antiteilchen besteht. Anti-Atome haben Atomhüllen aus Positronen (Antielektronen) und Atomkerne aus Antiprotonen und Antineutronen.

Im weiteren Sinne bezeichnet man auch einzelne Antiteilchen als Antimaterie. Diese lassen sich experimentell erzeugen und kommen auch natürlich vor: Positronen entstehen beim radioaktiven Beta-Plus-Zerfall und bei Wechselwirkungen von Gammastrahlung mit Materie (Paarbildung). Zur Erzeugung von Antiprotonen und ‑neutronen benötigt man energiereiche Teilchenbeschleuniger; sie entstehen auch durch kosmische Strahlung in der oberen Erdatmosphäre.

Mit aufwändigen Experimenten kann man einfachste Anti-Atome erzeugen, indem man Positronen und Antiprotonen fast vollständig abbremst und zusammenführt. Dabei entstehen Antiwasserstoff-Atome. Bei Experimenten mit den größten Teilchenbeschleunigern hat man auch leichte Anti-Atomkerne (Antideuterium, Antihelium-3 und ‑4) nachgewiesen. Anti-Atome und Anti-Atomkerne kommen aber nicht natürlich vor. Es gibt Spekulationen, aber keinerlei Hinweise darauf, dass gewisse Bereiche im Universum aus Antimaterie bestehen könnten. Würde man schwerere Antiatomkerne in kosmischer Strahlung finden, wäre dies ein Hinweis auf Nukleosynthese in Sternen aus Antimaterie.

Wenn ein Materieteilchen und sein Antiteilchen aufeinander treffen, können sie in einer Annihilations-Reaktion „zerstrahlen“. Die in den Teilchen gemäß der Äquivalenz von Masse und Energie steckende Energie tritt dann in anderer Form wieder auf, als Gammastrahlung und/oder in Form anderer, leichterer Teilchen.