Wissenschaftler am amerikanischen Brookhaven National
Laboratory versuchen derzeit, in ihren Teilchenbeschleunigeranlagen
die Bedingungen kurz nach dem Urknall zu simulieren. Als sie Gold-Ionen
mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinander prallen ließen, erlebten sie
ein Überraschung: Es kam zu einer unerwartet heftigen Explosion. Das
Projekt beruht auf Arbeiten, die am europäischen Labor CERN in Genf im
letzten Jahr begonnen wurden.
"Wir haben erwartet, dass aus diesem Zusammenprall Teilchen für
eine wesentlich längeren Zeitraum freiwerden, da es sich ja um sehr
große Energien handelt", erläutert der Physiker John Cramer von der
Universität in Washington. "Aber stattdessen geschieht das in so
kurzer Zeit, dass wir das gar nicht messen können. Die Zeit wird kürzer,
wenn wir die Energie erhöhen und nicht länger."
Das Experiment mit dem überraschenden Ergebnis fand am Relativistic
Heavy Ion Collider am Brookhaven National Laboratory in Upton
im US-Bundesstaat New York statt. Die Wissenschaftler versuchen hier ein
sogenanntes Quark-Gluonen-Plasma zu erzeugen, eine Gemisch aus subatomaren
Partikeln, das nach Ansicht der Forscher eine Millionstel Sekunde nach dem
Urknall existiert haben soll. Später hat es diesen Zustand der Materie im
All nicht mehr gegeben. Im letzten Jahr war man im europäischen
Elementarteilchenlabor CERN in Genf dem Quark-Gluonen-Plasma schon recht
nahe gekommen.
Im Beschleunigerring in Brookhaven versuchte man nun zwei Gold-Ionen
auf nahezu Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Die Physiker nennen
solche Geschwindigkeiten "relativistisch". Die Gold-Ionen lässt
man dann aufeinanderprallen. Nach Cramers Angaben haben diese Kollisionen
bislang zu unerwartet heftigen Explosionen geführt. Durch die Kollision
werden die Ionen zerstört und es entstehen neue Teilchen, die sich mit
einer Geschwindigkeit von bis zu 60 Prozent der Lichtgeschwindigkeit vom
Ort der Kollision entfernen. "Was wir beobachtet haben, war eine
Explosion, die so nicht von den Theoretikern vorausgesagt wurde", so
Cramer. Aber ein Ziel der Experimente sei ja schließlich, Ergebnisse zu
finden, an die bislang kein Theoretiker gedacht hat. "Es sieht so
aus, als hätten wir das geschafft." Ob die Forscher allerdings auch
das gesuchte Quark-Gluonen-Plasma gefunden haben, könne man bis jetzt
noch nicht sagen.
In der Geschichte, so Cramer, sei es bisher immer so gewesen, dass mit
jedem Beschleuniger-Experiment überraschende Ergebnisse erzielt worden
sind, durch die oft die Forschung fast in Vergessenheit geraten ist, für
die der Beschleuniger eigentlich erbaut wurde. In Brookhaven versuchen die
Physiker derzeit hinter die Geheimnisse der erster Mikrosekunden des
Universums zu kommen und herauszufinden, wie sich die Dinge nach dem
Urknall zu dem entwickelt haben, was wir heute kennen. Cramer: "Wir
sind Teil eines engen Tanzes zwischen Theorie und Experiment, Vorhersage,
Beobachtung und Verbesserung von Theorien, der am Ende immer zu einem
neuen und besseren Verständnis führt."
