Wenn es um das Fallenstellen geht, sind Physiker einfallsreicher als alle Trapper und Wilderer. Sie müssen schließlich viel exotischere Geschöpfe als Hase oder Fuchs fangen. Wesen, die niemand sieht und die sich hartnäckig jedem Versuch entziehen, sie festzuhalten: Reisende aus den Tiefen des Alls zum Beispiel. Oder jene rätselhaften Objekte der Antimaterie, die das Gegenteil all dessen sind, was diese Welt ausmacht, sozusagen die physikalische Entsprechung des Faustschen "Geists, der stets verneint". Überließe man solch Antimaterie sich selbst, würde sie bei der Begegnung mit gewöhnlicher Materie umgehend in einem Blitz reiner Energie vernichtet. Dennoch schaffen es Physiker, Antiteilchenmaterie nicht nur zu fangen, sondern sogar fünfzehn Minuten lang zu arretieren – nach den Maßstäben der atomaren Welt eine Ewigkeit.

Wozu das gut sein soll? Um endlich eine Antwort zu finden auf die große philosophische Frage (die gern Gottfried Wilhelm Leibniz zugeschrieben wird): "Warum gibt es etwas und nicht nichts?" Dieses Grundproblem treibt nicht nur Philosophen, sondern auch Physiker um. Bisher kann die Naturwissenschaft nicht schlüssig erklären, warum es überhaupt Planeten, Atome, Zeitungen oder Leser gibt, die alle aus Materie bestehen. "In der Natur ist etwas geschehen, weswegen wir überhaupt miteinander reden können", sagt der Physiker Walter Oelert, der lange am Forschungszentrum Jülich gearbeitet hat. "Aber wir wissen nicht, was es ist." Sein Kollege Stefan Schael von der RWTH Aachen bestätigt: "Nach unserem Verständnis der Physik müsste unser Universum nur noch aus Licht bestehen. Materie – und damit uns Menschen – dürfte es eigentlich gar nicht mehr geben."

Schiefgelaufen sein im Sinne der bisherigen physikalischen Theorie muss alles schon in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall. Damals, vor 13,8 Milliarden Jahren, entstand nach derzeitigen Vorstellungen das Universum in einem gewaltigen Energieblitz quasi aus dem Nichts heraus. Nach den Erhaltungssätzen der Physik muss das Ganze allerdings elektrisch und energetisch vollkommen neutral abgelaufen sein. Das heißt: Was auch immer dabei entstand, am Ende sollte es sich in der Gesamtsumme weiterhin zu null summieren.

Wie das gehen soll? Indem zu jedem materiellen Partikel zugleich dessen Gegenstück, ein entsprechendes Antimaterie-Partikel, entsteht. Wenn sich etwa mit jedem negativ geladenen Elektron zugleich ein positiv geladenes "Positron" bildet, bleibt die elektrische Ladung insgesamt unverändert gleich null. Dabei ist beiden Teilchen ihre Existenz gewissermaßen nur kurz geliehen: Finden die Partner wieder zusammen, lösen sie sich gemeinsam in ein Nichts auf.

So jedenfalls beschreibt die Quantentheorie die Genese des Universums aus dem Vakuum: Die physikalischen Objekte entstanden jeweils paarweise in Form von Teilchen und Antiteilchen gemeinsam aus dem Nichts und vergingen nach kurzer Zeit wieder ins Nichts. Eine elegante Theorie, die das Problem der Schöpfung quantenphysikalisch löst. Sie hat nur einen Schönheitsfehler: Sie kann nicht ganz stimmen.

Dieser Artikel stammt aus der ZEIT Nr. 28 vom 30.6.2016.

Denn wäre die Schöpfung wirklich exakt symmetrisch gewesen, müsste ja beim Urknall genauso viel Materie wie Antimaterie entstanden sein – die sich am Ende wieder gegenseitig hätten vernichten müssen. Doch das uns bekannte Universum ist voller Materie. Fragt sich: Wo ist die Antimaterie abgeblieben?

Dieses Rätsel treibt die Grundlagenforscher um. "Die Hälfte des Universums ist weg, und unser Standardmodell gibt uns keinen ausreichenden Hinweis, warum das passiert ist", sagt Jeffrey Hangst von der Universität Aarhus. Wenn nicht alles falsch ist, was bisher in der Physik als richtig galt, bleiben nur zwei generelle Möglichkeiten: Entweder gibt es (bisher unbekannte) Unterschiede zwischen regulärer und Antimaterie, die das Überleben der Materie erklären. Oder aber beide Sorten haben sich durch einen unbekannten Mechanismus nach dem Urknall entmischt und koexistieren nun in weit voneinander entfernten Bereichen des Universums. Die eine Lösung würde die heutige Physik genauso umwerfen wie die andere.