Einen neuen Unterschied im Verhalten von Materie und Antimaterie haben Wissenschaftler der Gruppe BaBar unlängst am Stanford Linear Beschleuniger (SLAC) in einer bahnbrechenden Messung entdeckt: Auch unter Beteiligung von deutschen Forschern wurde die so genannte "CP-Verletzung" beim Zerfall von B-Mesonen (das sind schwere, kurzlebige Elementarteilchen) nachgewiesen und damit ein entscheidender Schritt zum Verständnis der Vorgänge nach dem Urknall getan.

Antimaterie kommt in unserer Welt gewöhnlich nicht vor, da sich Materie und Antimaterie bei der Berührung gegenseitig vernichten: Wenn sie aufeinander treffen, zerstrahlen sie zu Gammastrahlung. Antiwasserstoff ist beispielsweise das "Spiegelbild" des Wasserstoffatoms. Das spiegelbildliche Atom besteht aus Antimaterie - einem positiv geladenen "Elektron" (dem Positron), das einen negativ geladenen Atomkern (ein Antiproton) umkreist. An Beschleuniger-Anlagen können Wissenschaftler Antimaterie künstlich erzeugen.

Wäre im All gleich viel Materie und Antimaterie vorhanden, würden sie sich gegenseitig auslöschen. Es besteht also ein Materie-Überschuss, dem wir unser Dasein erst verdanken. Einen Grund für diese Asymmetrie fanden Wissenschaftler erstmals 1964 und wurden dafür mit dem Nobelpreis belohnt. Sie beobachteten an neutralen K-Mesonen (leichten, langlebigen Elementarteilchen) die so genannte CP-Verletzung: einen Unterschied im Verhalten von Materie- und Antimaterie-Teilchen beim Zerfall. Seitdem suchten Physiker weltweit nach weiteren Beispielen für die CP-Verletzung und jetzt hatten sie Erfolg: "Nach 37 Jahren der Suche wissen die Physiker nun, dass es mindestens zwei Sorten von Elementarteilchen gibt, die dieses erstaunliche Phänomen zeigen", erläutert der Sprecher der Forscherkollaboration BaBar.

Die Gruppe entwickelte einen leistungsfähigen Detektor, der kleine Unterschiede bei speziellen Zerfällen von B-Mesonen bzw. ihren Antiteilchen messen kann. Seit etwa zwei Jahren sammelt der Detektor Daten. Unverzichtbar für die Experimente war auch ein 2,2 Kilometer langer Elektronen/Positronen-Speicherring, eine "B-Mesonen-Fabrik". Er erlaubt es, Elektronen- und Positronenstrahlen hoher Energie auf kleinstem Raum kollidieren zu lassen. In ihrem jetzt zur Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Physical Review Letters eingereichten Beitrag finden die Forscher einen Wert für die Asymmetrie, der sich deutlich von Null unterscheidet. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Unterschied doch gleich Null ist, liegt bei 1:30.000. Der gefundene Wert bestätigt Vorhersagen des so genannten Standardmodells, das somit seine Gültigkeit behält.

Neu für amerikanische Verhältnisse war die starke Beteiligung nichtamerikanischer Gruppen. Aus Deutschland beteiligten sich Universitätsgruppen aus Bochum, Dresden und Rostock sowohl am Aufbau der Experimente als auch am Betrieb und der Datenauswertung. Die Finanzierung erfolgte überwiegend durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). "Ein großer Teil der Forschung geht auf das Konto von Diplomanden und Doktoranden", betont Dr. Klaus Peters von der Ruhr-Universität in Bochum, "und für die maßgebliche technische Unterstützung beim Aufbau der einzelnen Komponenten und Testsysteme danken wir den hervorragenden Werkstätten des Instituts für Experimentalphysik."