All die Sterne, die wir am Himmel sehen, jeder Planet und alles Leben besteht aus Materie. Im Moment des Urknalls entstand – in kosmischen Einheiten gerechnet – nur ein Fünkchen mehr Materie als Antimaterie. Nur deshalb gibt es uns heute, glauben Physiker. Denn treffen Materie und Antimaterie aufeinander, löschen sie sich aus. Aber warum entstand mehr Materie? Und warum fehlt im Universum von der Antimaterie jede Spur?

Diesen Fragen gehen Physiker am europäischen Kernforschungszentrum Cern in Genf nach, in dem sie die Teilchen, die auch am Urknall beteiligten waren, im Teilchenbeschleuniger LHC untersuchen. Dort ist es ihnen jetzt erstmals gelungen, künstlich geschaffene Antimaterie einzufangen. Mit Hilfe dieser Methode, die die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Magazins Nature vorstellen, können sie die Antimaterie nun detailliert untersuchen.

Materie und Antimaterie verhalten sich wie Bild und Spiegelbild. Sie sind nahezu identisch, doch ihre elektrische Ladung ist genau umgekehrt. Trifft Materie auf Antimaterie, löschen sie sich gegenseitig aus. Dabei entsteht sehr viel Energie. In Experimenten fanden Forscher heraus, dass zu jedem Teilchen, das in einem Teilchenbeschleuniger erzeugt wird, auch das zugehörige Antiteilchen entsteht. Diese Antiteilchen kennen die Physiker zwar schon lange, doch erst 1995 gelang es, vollständige Anti-Atome zu erschaffen.

Bevor die Wissenschaftler der Antimaterie im Genfer Teilchenbeschleuniger eine Falle stellen konnten, mussten sie zuerst wieder Antimaterie-Teilchen herstellen. Dazu kombinierte ein Team um den Deutschen Walter Oelert die Antiteilchen der Protonen (p - ) und der Elektronen (e + ) zu Antiwasserstoff – dem Spiegelbild von gewöhnlichem Wasserstoff. Seit Jahren produzieren die Wissenschaftler Antiwasserstoffe in relativ großen Mengen – doch bisher gelang es nie, die Atome zu speichern. Die Anti-Atome trafen einfach zu schnell auf irgendein Materieteilchen, wurden neutralisiert und der Zauber war dahin.

Die eigentliche Magnet-Falle, die die Anti-Atome aufhalten soll, tüftelten Forscher der dänischen Universität Aarhus aus. In ihrem Experiment gelang es immerhin 0,005 Prozent der produzierten Anti-Atome für ein Sechstel einer Sekunde festzuhalten. Um die spektroskopischen Eigenschaften des Antiwasserstoffs zu untersuchen und diese mit gewöhnlichem Wasserstoff zu vergleichen, reicht das aus.

Wasserstoff (H) ist das am besten untersuchte Atom unseres Planeten. Es ist das einfachste und häufigste Element im Universum. Wasserstoff besitzt ein positives Teilchen (Proton) im Kern, um den ein negatives (Elektron) herumschwirrt. Die Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie lassen sich anhand des Wasserstoffs – so die Hoffnung der Forscher – am besten beobachten.