Antimaterie

Ich wollte mal wissen, was Antimaterie ist!
Aus was es Besteht hergestellt wird und verwendet.




XeroX

Hallo XeroX

Antimaterie ist Materie, die aus Antiteilchen aufgebaut ist, so wie die uns umgebende 'normale' Materie aus 'normalen' Teilchen besteht.

Was wir bisher wissen, ist mal hier grob beschrieben:

http://de.wikipedia.org/wiki/Antimaterie

und

http://th03acc0136.swisswebaward.ch/d/teilchen/antimaterie/

Natürlich gibt es viele Theorien, auch über ganze Galaxien aus Antimaterie, oder gar andere Universen.
Ganz sicher ist man noch lange nicht, es wird aber gewaltig geforscht

 8-)

Danke rolli für die Antwort nur die Seite gab es nicht ich habe wahrscheinlich mich verklickt xD.
Hab noch eine Frage und zwar hab ich gehört das die NASA mit Antimaterie einen Antrieb entwickeln will aber wie wollen sie Antimateriw lagern?




XeroX

Hallo,

Antimaterie im Grunde genommen wie normale Materie, nur das die Ladungen der Teilchen umgekehrt sind. Also ein Anti-Eletkron hat eine positive Ladung, daher nennt man es Positron, und das Anti-Proton ist negativ geladen. Jedes Elementarteilchen hat so seinen Gegenpart. Die Sache wird dann auch schnell kompliziert, denn es gibt auch Anti-Teilchen von den neutralen Neutrinos oder Neutronen.
Wenn Antimaterie auf Materie trifft, wird sie vollständig in Energie umgewandelt, also trifft ein Eletron auf ein Neutron zerstrahlen sie, es entstehen zwei Gammaquanten die genau die Energie besitzen, die der Masse der beien Teilchen entsprach (nac E=mc^2).
Antimaterie ist auch gar nicht so selten wie man denkt, zumindest wenn es um Positronen geht. Das radioaktive Natrium-21, was unter anderem in der Medizin eingesetzt wird, strahlt Positronen bei seinem Zerfall ab (ein Proto wandelt sich in ein Neutron unter Abgabe des Positrons um).
Positronen werden auch in Teilchenbeschleunigern eingesetzt, also für die Grundlagenforschung.
Richtige Atome aus Antimaterie, also z.B. Anti-Wasserstoff, sind sehr schwer herzustellen und noch schwerer zu lagern. Am CERN in Genf wurde (oder wird, bin nicht auf dem letzten Stand) das gemacht, allerdings wirklich nur einzelne Atome. Auch dies diente nur der Grundlagenforschung.
Weitere Anwendungen sind mir nicht bekannt, als Energiequelle wie bei Star-Trek wird es wohl in den nächsten Jahren (oder Jahrhunderten oder darüber hinaus) nichts.

Martin

Danke Martin

Nur was Passiert wenn ein Materie und Anti-Materie aufeinander stoßen oder sich verbinden was, passiert dadurch?
Sie werden zwar in Energie umgewandelt, aber wie stark ist diese?

XeroX

Na dann rechnen wir mal:

Ist zwar kein schönes Beispiel, aber man kann sich was darunter vorstellen: Dir Atombombe die auf Hiroshima abgeworfen wurde, hatte eine Sprengkraft von etwa 15 kt TNT. Eine kt TNT entspricht einer Energie von 4,184 · 1012 J.
Das heißt insgesamt wurde eine Energie von 6.276E+13 J freigesetzt. Stellen wir E=mc^2 mal nach m um, dann erhalten wir m = E /(c^2). Lichtgeschwindigkeit und unsere Energie eingesetzt erhalten wir eine Masse von etwa 0.7g. Das heißt für eine Explosion wie die von Hiroshima braucht man 0.35g Materie und 0.35g Antimaterie.

Martin

Jo Dankeschön

Ich kanns mir Vorstellen!  
wenn ich weitere Fragen habe werde ich mich bei Dir Melden.

MfG XeroX

Hi,
CERN gab da aufgrund Dan Brown's Buch "Illuminati" einige gut verständliche Erklärungen zur Antimaterie.
http:// http://public.web.cern.ch/Public/Content/Chapters/Spotlight/SpotlightAandD-en.html

Ab "How is Antimatter Contained" wird's sehr interessant

Allerdings ist unsere Technik noch lange nicht so weit, um Antimaterie effizient herzustellen. Im Idealfall bekommt man für 1Gigawatt, das man in die Herstellung steckt, auch nur 1Gigawatt Energie zurück. Ein weiteres, großes Problem ist die Lagerung der AM. Sie darf nicht mit normaler Materie, und sei's "nur Luft", in Berührung kommen oder sie "annihiliert" (das ist der Fachbegriff dafür) sofort mit ihr und es entsteht eine Menge Energie in Form einer Explosion. Kleinste Mengen können zur Zeit nur gelagert werden indem sie in EM-Feldern gefangen gehalten werden. Ein Transport größerer Mengen von AM wäre zudem extrem gefährlich.

Raumschiffe könnte man meiner Meinung nach in Zukunft zwar mit Antimaterie antreiben, nur ob der Nutzen die Kosten überschreitet bleibt erstmal fraglich. Antimaterie als Energiequelle zu nutzen ist übringens nicht möglich, da Antimaterie nirgendwo in diesem Universum "abbaubar" ist. Und um sie herzustellen, braucht man wie gesagt im Idealfall genausoviel Energie wie die Annihilation später auch bringt. Nur als Treibstoff könnte sie von Nutzen werden, da sie dann auf der Erde hergestellt würde und im Raumschiff genutzt werden könnte.

Ich hoffe ich hab nicht zuvieles doppelt gesagt,
Grüße,
Tobias

Hallo
Wenn man Antimaterie gegen Materie kracht entstehen Mengen von Energie.(preis 1gramm:62,5 Billionen Dollar)

Hi Andi,

wo auch immer du das her hast: Antimaterie kann nicht gekauft werden, zumindest nicht im matieriellen Sinne von einem Gramm. Antimaterie wird in kleinstmengen, die man besser in Atomen als in Gramm "zählen" kann, hergestellt. Und nach der Herstellung kann sie meines Wissens nach nicht aufbewahrt werden, zumindest nicht stabil. Um ein Gramm herzustellen, bräuchte CERN schon mehrere tausend Jahre wenn ich mich recht erinnere, ein Gramm am Stück jedoch aufzubewahren ist heutzutage schlicht unmöglich.
Der Preis ist vllt möglich und richtig, wenn man die Herstellungskosten betrachtet, aber mit Sicherheit kann niemand ein Gramm Antimaterie kaufen, so viel gibt es auf der gesamten Erde in allen Teilchenbeschleunigern bestimmt nichtmal.

Grüße,
Tobias

Nachtrag: Ich bin mir nicht sicher, ob Antimaterie überhaupt in einem Behälter gelagert werden kann, hat jemand da genauere Informationen drüber wie viele Atome sich lagern lassen, falls es überhaupt möglich ist?

Nachtrag: Ich bin mir nicht sicher, ob Antimaterie überhaupt in einem Behälter gelagert werden kann, hat jemand da genauere Informationen drüber wie viele Atome sich lagern lassen, falls es überhaupt möglich ist?

Hallo Tobias,

ja, das geht und wird auch praktiziert. Es gibt die sog. Penningfalle (http://de.wikipedia.org/wiki/Penningfalle). Damit werden allgemein geladene Teilchen durch ein Magnetfeld und ein elektrisches Feld eingesperrt. Das gilt sowohl für Materie als auch für Antimaterie, da macht das Prinzip keinen Unterschied. Die gesammelte Menge wird dabei dann auch nicht von der Falle bestimmt, sondern von der (Produktions-)Quelle bzw. dem Herstellungsverfahren.
Zu beachten ist aber, dass damit nur Anti-Elementarteilchen erzeugt und gefangen werden. Um Antiatome zu erzeugen, benötigt man Antiprotonen und Positronen. Diese müssen in einer Falle gleichzeitig zusammengebracht werden (was wegen des elektrischen Felds erst mal schwierig ist) und dann noch abgekühlt werden, so dass sie sich zu Atomen verbinden können.
In "Spektrum der Wissenschaft - Heft Januar 2006: Künstliche kalte Antimaterie" wird das Verfahren hierfür beschrieben (Herstellung, abgewandelte Penningfalle, "Abkühlung") und gesagt, dass man 2004 in CERN 14 Antiatome so herstellen konnte.

Also: Es ist noch nicht bewiesen, dass es Antimaterie gibt...der Begriff kursiert duch die Welt seitdem ein paar Wissenschaftler das 50:50-Prinzip auf Materie angewandt haben und somit eine neue Theorie aufgestellt haben(50:50-Prinzip nennt man das Gleichgewicht in jedem Boilogischem-, Chemischem-, Mathematischem-, usw...System). Deise Sagt aus: Wenn es Materie gibt, muss es für das Chemo-Physikalische Gleichgewicht auch Antimatierie geben. Währe gut möglich, wenn es zum Beispiel mehrere Universen, oder Parralleluniversen gibt. Dann könnte der Stoff, in dem die Universen "eingelegt" sind Antimaterie sein. Wenn es nun prozentual in den Freiräumen zwischen diesen Universen etwa oder genausoviel Antimaterie, wie in den Universen Materie gibt, wäre das Gleichgewicht wieder hergestellt und damit dem 50:50-Prinzip genüge getan.  Antimaterie ist also bis jetzt nur eine Theorie...

P.s.:Beispiel für das 50:50-Prinzip in der Mathemathik:
Schreib dir eine Zahl auf ein Blatt...
...rechne zu der gedachten Zahl 16 dazu...
...ziehe 2 ab...
...reche zu dem Ergebnis 200...
...nun Ziehe von dem Ergebnis die am Anfang gedachte Zahl ab...
das Endergebnis ist 214, Stimmts?

Was du vorher hattest musst du zum Schluss wieder nehmen, um das 50:50, also ein Gleichgewicht herzustellen. Verstanden?

Hallo W0lk,

Antimaterie existiert, sie wurde schon künstlich hergestellt. Das ist bereits eine wissenschaftlich bewiesene Aussage, falls du meinst es würde keine Antimaterie geben, müsstest du schon eine Quelle angeben, die das beweist.

Oder beziehst du dich auf "natürliche" Antimaterie und meinst, dass es diese nicht gibt?

Grüße,
Tobias

Manchmal führen einfache Wege auch zum scheinbaren Erfolg wie nachfolgendes Experiment zeigt bei der Suche nach der Antimaterie.
Wäre natürlich ein großer Schritt in diesem Forschungsfeld, vielleicht auch eine Alternative zu CERN :

Eine verblüffend einfache Methode zur Produktion großer Mengen von Antimaterie haben amerikanische Physiker gefunden. Sie richten sehr intensive Laserpulse auf ein dünnes Goldblech, aus dessen Rückseite daraufhin ganze Schwärme von Positronen, Antiteilchen des Elektrons, austreten.

Hui Chen vom kalifornischen Lawrence Livermore National Laboratory und ihre Kollegen schätzen, dass bei ihrem Experiment etwa 100 Milliarden Positronen freigesetzt wurden. “Das ist sehr viel mehr, als jemals bei Laser-Experimenten nachgewiesen wurden”, so die Forscherin. Gleichzeitig sei die neue Methode deutlich preisgünstiger als die Herstellung von Antiteilchen in großen Teilchenbeschleunigern.

Mehr darüber hier: http://www.scienceticker.info/2008/11/18/antimaterie-en-masse/#more-3377

Hansjürgen


Titel geändert, K.

Ich finde 100 Milliarden Positronen nicht besonders beindruckend. Die Herstellungsweise ist innovativ, aber bei den paar Positronen von "Antimaterie en masse" zu reden, ist doch etwas übertrieben.

Nach kurzer Überschlagsrechnung:

Ein Antiproton wiegt 1868 mal mehr als ein Positron. Die Masse von 100 Milliarden Positronen entspricht also gerade einmal der von ca. 53,5 Millionen Antiprotonen, welche wiederum gerade einmal 0,09 Femtogramm auf die Waage bringen - unvorstellbar wenig.

Das ist doch schon etwas sehr Dick aufgetragen in dem Artikel.
Genauso wie eine Menge von Elektronen alleine keine Materie macht, macht ein Haufen von Positronen natürlich noch lange keine Antimaterie.
Antiprotonen werden sie mit der Methode nicht erzeugen können ;-)

Gruß,
KSC

Wollen wir doch den Antimaterien Thread etwas vertiefen:

http://homepage.hispeed.ch/philipp.wehrli/Physik/Quantentheorie/Antimaterie/antimaterie.html

Daraus:

Es ist heute bewiesen, dass es zu jeder Teilchenart auch ein Antiteilchen gibt. Bei manchen Teilchen, wie etwa bei Photonen ist das Teilchen allerdings auch gleichzeitig das Antiteilchen. Man kann sich gut vorstellen, dass es ganze Antiwelten gibt, denn Antiteilchen benehmen sich in allen Dingen genau wie normale Teilchen.

Auch diese Aussage ist zwar ein "alter" Hut, aber schon einigermassen interessant.

Oder bin ich auch bereits out off top ...?

 

Hallo rolli,

ich denke schon, dass wir hier über Antimaterie im Weltraum und auch über diesbezogene wissenschaftliche Experimente hier auf der Erde diskutieren können. Dazu gehört natürlich auch die Frage, was Antimaterie denn eigentlich ist.

Was hier nicht reingehört sind Sachen wie: Antimateriereaktoren und damit verbundene Antriebskonzepte, wirtschaftliche Nutzung der Antimaterie und Massenproduktion. Das kann in anderen Bereichen diskutiert werden.

Zu Deinem Zitat: Antiteilchen verhalten sich nur in fast "allen Dingen genau wie normale Teilchen."
Man hat inzwischen bei einigen Teilchen festgestellt, dass sie statistisch etwas anders zerfallen, als ihre Antiteilchen.
Man braucht diese "Andersartigkeit" um unter anderem erklären zu können, warum es nach dem Urknall offensichtlich einen leichten Überschuss an normalen Teilchen gegeben hat. Stichwort: CP-Verletzung.

Gruß,
Timo

Wäre es denn möglich, dass es eine Galaxie gibt die komplett aus Antimaterie besteht, die wir sogar sehen können? Wir würden ja erst merken, dass sie aus Antimaterie ist wenn sie mit Materie zusammen kommen würde. Was aber vielleicht wegen der großen Entfernungen nicht funktioniert.

Danke

Radi

Rein theoretisch wäre es schon möglich, dass es irgendwo eine größere Ansammlung von Antimaterie gibt.

Bis heute hat man aber jedoch keinerlei Hinweise in dieser Richtung gefunden. Kollidiert Materie mit Antimaterie entsteht Gammastrahlung. Diese spezielle Gamma-Strahlung hat man bis heute nicht gemessen. Wenn wie hier, https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=607.msg6308#msg6308 Galaxiencluster kollidieren und dabei keine Gammastrahlung entsteht, deutet das darauf hin, dass alle beteiligten Galaxien aus normaler Materie bestehen.

Hi!

Ich denke, eine ganze Galaxie aus Antimaterie ist sehr unwahrscheinlich, weil Materie und Antimaterie ja miteinander zerstrahlen. Nachdem es nach dem Urknall mehr Materie gegeben hat, leben wir heute in einem Universum, das von Materie dominiert wird.

--- so habe ich das zumindest verstanden; stimmt das so? ---

Hm, Gammastrahlung

Bis jetzt gab es zwei "Hauptverdächtige" als Urheber für Gammastrahlen-Ausbrüche: Die Kollision zweier Neutronensterne oder der "Tod" sehr massereicher Sterne in sogenannten Supernova-Explosionen.
Dass bei Kollisionen von Materie mit Antimaterie Gamma-Strahlen entstehen, wäre natürlich sehr interessant. Vielleicht gibt es keine Antimaterien-Galaxien in UNSEREM Kosmos, aber vielleicht in einem anderen Paralleluniversum?  

Es sind ja jetzt ein paar Satelliten gestartet, unter anderm GLAST:

http://news.astronomie.info/ai.php/200806020

Da können wir mal gespannt sein.

 

[split] [link=https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=1185.0][splithere][/link][splithere_end]

Tja, vom Thema abweichende Antworten...?

Da ja alles miteinander zusammenhängt, doch mal diese Ansicht:

Zuviel Positronen gleich zuviel Antimaterie, und dunkle Materie:

http://www.nzz.ch/nachrichten/wissenschaft/pamela_dunkle_materie_antimaterie_cern_mirko_boezio_1.1189366.html?printview=true

Wie: Nichts genaues weiss man nicht?

Stop. Lasst mich nicht hängen, alles ist im Fluss, ja ?

 8-)

Dass bei Kollisionen von Materie mit Antimaterie Gamma-Strahlen entstehen, wäre natürlich sehr interessant.

Solche Gammastrahlen beobachtet man bereits. Z.B. sieht man mit Satelliten, die im Gammabereich arbeiten (z.B. ESA's INTEGRAL), eine Emissionslinie bei 511 keV. Die entsteht, wenn Elektronen auf Positronen treffen und zerstrahlen. Diese Strahlung sieht man in der Richtung des Milchstrassenzentrums und sie scheint nicht von einzelnen Quellen zu stammen, sondern eher diffus im interstellaren Gas zu entstehen. Bleibt natuerlich die Frage, wo die Positronen in diesem Falle herkommen. Eventuell von Roentgendoppelsternen, aber sicher ist man sich noch nicht.  

Gamma-Strahlungsausbrueche (GRB), wie sie mit INTEGRAL, Swift, Fermi, etc. beobachtet werden, sind allerdings tatsaechlich eher sehr energiereiche Supernova Explosionen oder Neutronensternkollisionen. Die Strahlung entsteht hier allerdings wahrscheinlich eher durch Schockwellen in der Materie, die bei der Explosion ausgestossen wird.