Beobachtungen zum quantenchromodynamischen Phasenübergang

Etwa zehn Millionstel Sekunden dauerte es, bis die Bausteine der Materie unserer heutigen Alltagswelt entstanden, so die gängige Annahme von Experten: Nach dem Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren bewegten sich Quarks und Gluonen, zwei Arten von Elementarteilchen, deren Wechselwirkung von der Quanten-Chromodynamik, der Theorie der starken Wechselwirkung beschrieben wird, in den allerersten Augenblicken des Universums frei in einem Quark-Gluon-Plasma. Dann vereinigten sie sich und bildeten beispielsweise Protonen und Neutronen, aus denen die Kerne von Atomen bestehen und die zur Teilchenklasse der Hadronen gehören. In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature" präsentiert ein internationales Forscherteam nun eine Analyse der Ergebnisse langjähriger Experimente an Teilchenbeschleunigern, die Licht auf die Natur dieses Phasenübergangs wirft. Unter anderem bestimmten die Forscher mit Präzision die übergangstemperatur und erhielten neue Erkenntnisse zum Mechanismus, wie ein Quark-Gluon-Plasma beim Abkühlen in die normalen Materiebausteine wie Protonen, Neutronen oder Atomkerne ausfriert. Das Forscherteam besteht aus Wissenschaftlern vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt sowie von den Universitäten Heidelberg, Münster und Breslau (Polen). Messungen bestätigen vorhergesagte übergangstemperatur / Einhundertzwanzigtausend Mal heißer als das Innere der Sonne Ein zentraler Befund: Die Experimente bei weltweit höchster Energie mit dem ALICE-Detektor am Kernforschungszentrum CERN (Large Hadron Collider, LHC) produzieren Materie, in der Teilchen und Antiteilchen mit sehr genau gleicher Häufigkeit vorkommen, identisch mit der Urknallmaterie.