Ob Dunkle Materie, Asymmetrien bei Elementarteilchen oder die Expansion des Kosmos: Bisher können die Standardmodelle der Teilchenphysik und der Kosmologie nicht alle Phänomene im Universum erklären. Einige Physiker haben daher das Konzept der Spiegelwelt entwickelt. Das klingt zwar wie von „Star Trek“ abgeschaut, bezieht sich aber auf die Welt der Elementarteilchen: „In diesem Szenario besitzen alle normalen Teilchen – Elektron, Proton, Neutron etc. – artgleiche Spiegelpartner, die gegenüber den von unserem Standardmodell beschriebenen Wechselwirkungen steril sind“, erklären Nicholas Ayres von der ETH Zürich und seine Kollegen.
Neutronen als Wanderer zwischen den Welten
Konkret bedeutet dies: Für jedes uns bekannte Teilchen im Universum gibt es ein für uns nicht nachweisbares Spiegelteilchen mit gleicher Masse. Doch anders als Antimaterie interagieren diese Spiegelteilchen fast nicht mit unserer Welt und ihren Einflüssen. „Im Wesentlichen spüren sich beide Teilchensorten gegenseitig über die Gravitationskraft», erklärt Seniorautor Geza Zsigmond vom Paul Scherrer Institut (PSI). Es sei aber nicht möglich, die Existenz von Spiegelteilchen rein über die Schwerkraft nachzuweisen.
Doch es gibt noch einen anderen Weg: Wenn die Spiegelwelt-Hypothese stimmt, dann können einige Teilchen zwischen beiden Welten wechseln. „Jedes neutrale Teilchen – ob elementar wie Neutrinos oder zusammengesetzt wie Neutronen – kann sich demnach mit seinem massengleichen Spiegelpartner mischen“, erklären die Physiker. Bemerkbar wäre dies daran, dass diese Teilchen kurzzeitig aus unserer Welt verschwinden und dann wieder auftauchen – sie oszillieren zwischen der Spiegelwelt und unserer Welt.
Physiker haben bereits in mehreren Experimenten untersucht, ob ultrakalte Neutronen diese Oszillation zeigen. Dabei setzten sie Neutronen starken Magnetfeldern aus, weil diese den Wechsel zwischen unserer Welt und der Spiegelwelt begünstigen sollen. Doch die Resultate waren bisher wenig eindeutig und teilweise widersprüchlich.
