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Probleme bei der Rekonstruktion der "komischen Ursuppe"
Physikern in Brookaven ist es gelungen, die sogenante "kosmische Ursuppe" zu erzeugen, aus der eine Millionstel Sekunde später die gewöhnliche Matrie entstand. Doch bei der Auswertung ihrer Daten stießen Sie auf unerwartete Probleme.
Steven Manly von der Universität von Rochester und seine Kollegen vom "Phobos"-Experiment berichten in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" vom gescheiterten Experiment:
Ein Quark-Gluon-Plasma wurde für einen winzigen Sekundenbruchteil erzeugt, indem man Goldatome mit 99,995 Prozent der Lichtgeschwindigkeit aufeinander stießen ließ. Quarks sind die Bausteine der Neutronen und Protonen, während Gluonen Teilchen sind, die die starke Kernkraft übertragen. Normalerweise sieht man Quarks nie außerhalb der beiden Kernteilchen, weil die Bindungskräfte zu stark sind, doch während der ersten Millionstel Sekunde nach dem Urknall waren diese frei, da eine Temperatur von einer Billion Grad Celsius geherrscht hatte.
Zusammen mit den Gluonen bildeten sie die kosmische Ursuppe, aus der sich später die Protonen und Neutronen herausbildeten. Man erhoffte sich vom Experiment unter anderem die Antwort auf die Frage, wie die Teilchen in unserem Universum zu ihrer Masse kamen.
Ihre Schlüsse können die Physiker allerdings nur indirekt ziehen, indem sie eine Teilchenmessung durchführen. Sie machen sich dabei bestimmte Symmetrien zunutze, um den Rechenaufwand zu senken. Doch kam es bei diesem Experiment zu unerwarteten Problemen:
"Als wir unsere Ergebnisse auf einer Konferenz vorstellten, konnten die Zuhörer es nicht glauben", erzählt Manly. "Sie sagten: "Das kann nicht sein. Ihr verletzt die Boost-Invarianz". Aber wir haben unsere Ergebnisse jetzt mehr als ein Jahr lang überprüft. Sie stimmen."
Die Verletzung bzw. der Wegfall der Symmetrie bedeutet ein enorm gesteigerter Rechenaufwand und das Ergebnis könnte sogar darauf hindeuten, dass etwas grundsätzlich anders funktioniert als bisher angenommen: "Etwas, das wir einfach nicht verstehen", sagt Manly und fügt hinzu: "Noch nicht".
(sl); STVC-Meldung vom 16.11.2002; Quelle: Wissenschaft.de
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