Amerikanische Forscher haben Positronen in einer porösen Substanz mit Elektronen kollidieren lassen und dabei Anzeichen für die Bildung von Molekülen aus jeweils zwei Positronen und zwei Elektronen gefunden. Auch wenn die Studie die Bildung der zweiatomigen Moleküle aus Materie und Antimaterie nicht zweifelsfrei nachweist, stellt sie doch einen großen Schritt in Richtung eines Bose-Einstein-Kondensats aus Materie und Antimaterie dar. Ein derartiges Kondensat würde durch die gegenseitige Vernichtung von Elektronen und Positronen Gammalaserstrahlen aussenden.
Die Forscher um Allen Mills von der Universität von Kalifornien in Riverside schossen in ihren Experimenten eine dichte Wolke von Positronen auf einen kleinen Körper aus porösem Silizium. Diese Substanz weist ein dichtes Netzwerk von nur wenigen Dutzend Nanometer kleinen Poren auf und besitzt daher eine gewaltige innere Oberfläche. Da durch den Beschuss Elektronen aus dem Silizium freigesetzt wurden, konnten sich für kurze Zeit Materie-Antimaterie-Atome aus jeweils einem Elektron und einem Positron bilden.
Die beiden Elementarteilchen vernichteten sich gegenseitig schon nach Sekundenbruchteilen und gaben dabei einen Gammastrahlenblitz ab. Mills und seine Kollegen untersuchten die Häufigkeit dieser Blitze in Abhängigkeit von der Konzentration der Positronenwolke. Dabei stellte sich heraus, dass ab einer kritischen Dichte die Intensität der Gammastrahlen und damit der Vernichtungsvorgänge viel größer war als sich durch die bloße Vergrößerung der Dichte der Positronen erklären ließ.
Die Forscher spekulieren daher, dass sich in ihren Experimenten zweiatomige Moleküle aus jeweils zwei Elektronen und zwei Positronen gebildet hatten. Das nanoporöse Silizium schließt die Teilchen nämlich auf so engem Raum ein, dass sich die Frequenz von Kollisionen stark erhöht. In geeigneten Zusammenstößen könnten sich so für kurze Zeit Moleküle ausbilden, so Mills.
Leider sind sich die Forscher nicht hundertprozentig sicher, ob sie in ihrem Experiment tatsächlich Moleküle aus Materie und Antimaterie erzeugt haben. Die erhöhte Vernichtungsrate lässt sich nämlich auch durch die Annahme von winzig kleinen Rissen in den Wänden des porösen Siliziums erklären. Dennoch glauben die Forscher, mit ihrer Methode einen großen Schritt zur Herstellung neuartiger Verbände aus Materie und Antimaterie getan zu haben.
Physical Review Letters, Bd. 95, S. 195006 Stefan Maier
