Materie und Antimaterie verhalten sich fast wie Spiegelbilder zueinander: Manche Eigenschaften, etwa die elektrische Ladung, sind umgekehrt, andere dagegen gleich. Das sollte auch bei der schweren und trägen Masse der Fall sein – vorausgesetzt, Quantentheorie und Relativitätstheorie stimmen. Daran zweifeln die wenigsten Physiker, aber letztlich ist es eine experimentelle Frage, und muss also überprüft werden. Genau das haben Joel Fajans vom Lawrence Berkeley National Laboratory und seine Kollegen mit dem ALPHA-Experiment am Europäischen Forschungszentrum CERN bei Genf nun erstmals getan.
In den Jahren 2010 und 2011 speicherten sie 434 Antiwasserstoff-Atome in einem starken Magnetfeld (bild der wissenschaft 6/2012, „Antimaterie – Vorstoß in die Gegenwelt”). Als sie das Feld abschalteten, fielen die Antiteilchen aus ihrem „ Gefängnis” und zerstrahlten an den Wänden eines Detektors. Die Physiker konnten mithilfe aufwendiger Computersimulationen auch die „Fallzeiten” abschätzen. Zwar ließen sich nur für die 23 langsamsten Antiwasserstoff-Atome halbwegs zuverlässige Daten erheben, aber der erste Schritt war getan – ein „proof of principle”. Allerdings sind die Messungen noch sehr ungenau. Sie schließen bislang lediglich aus, dass die gravitative Masse des Antiwasserstoffs größer ist als das 110-Fache von der des Wasserstoffs. Und: Würde der Antiwasserstoff nach oben fallen, dann wäre der Betrag der Antigravitation höchstens das 65-Fache von dem der Gravitation. Diese Ausschlussgrenzen sind noch ohne Erkenntnisgewinn. Doch ab 2015 werden die Experimente weiterlaufen.
Auch ein anderes Experiment, AEGIS, startet bald. Mit hinreichender Präzision werden die Forscher in einigen Jahren mindestens auf zehn Prozent genau wissen, ob sich Antimaterie so verhält, wie es das physikalische Standardmodell voraussagt – oder ob die Physik umgeschrieben werden muss.
