Das Rätsel um Materie und Antimaterie im Universum durch die Theorie der kosmischen Knoten neu bewertet

Eines der großen Geheimnisse des Universums, die Existenz von Materie und das Verschwinden von Antimaterie, wurde unter der Leitung von Forschern aus Japan und Deutschland erneut auf den Prüfstand gestellt. Das Forschungsteam entwickelte eine moderne Theorie, die auf dem im 19. Jahrhundert entwickelten und später verworfenen Wirbelatommodell basiert. Diesem neuen Modell zufolge könnten kosmische Knoten, die in den ersten Sekunden des Universums entstanden sind, die Ursache für das heute beobachtete Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie sein.

Dieser Ansatz, der 1867 von dem britischen Physiker William Thompson vorgeschlagen wurde, legte nahe, dass Atome aus stabilen Wirbeln in einer im Raum angenommenen Substanz namens „Äther“ bestehen. Unterschiedliche Knotenformen erklärten dabei die charakteristischen Eigenschaften verschiedener Elemente. Doch mit dem Nachweis, dass es keinen Äther gibt, wurde dieses Modell in der wissenschaftlichen Gemeinschaft zu einer Theorie, die nicht weiter verfolgt wurde. Dennoch blieb das Konzept der Knoten in anderen wissenschaftlichen Disziplinen einflussreich.

DIE NEUE INTERPRETATION DER PHYSIKER: DIE ROLLE KOSMISCHER KNOTEN

Heute haben Experten der Universität Hiroshima und des Deutschen Elektronen-Synchrotrons einige Prinzipien dieses alten Modells auf Fragen zum Ursprung des Universums angewandt. Sie suchten nach einer theoretischen Erklärung für ein seit langem in der Wissenschaft diskutiertes Problem: das kleine, aber entscheidende Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie. Im Standardmodell des Urknalls hätten beide Materiearten in gleichen Mengen produziert werden müssen. Doch im realen Universum konnte erst durch das leichte Übergewicht der Materie alles Existierende entstehen. Muneto Nitta, der Leiter der Studie, betont, dass dieser kleine Unterschied entscheidend sei, um die Frage zu beantworten, „warum das Universum existiert“.

Der neuen Studie zufolge könnten komplexe Strukturen, die zu Beginn des Universums entstanden und als kosmische Knotensolitonen bezeichnet werden, das empfindliche Gleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie zugunsten der Materie gestört haben. Die Theorie besagt, dass durch die Symmetriebrechung fadenartige Strukturen im Laufe der Zeit verknoteten, Stabilität gewannen und sich später auflösten, wodurch ein Materieüberschuss entstand.

Während dieses Prozesses sollen rechtshändige Neutrinos entstanden sein, die zerfielen und leichte Teilchen zugunsten der Materie bildeten, wodurch sie eine Hauptrolle bei der Entstehung des Seins im Universum spielten.

BEITRAG DES MODELLS ZU UNIVERSELLEN FRAGEN

Der Forschung zufolge erklärt die vorgeschlagene Theorie nicht nur die Materie-Antimaterie-Asymmetrie; sie könnte auch dazu beitragen, Unbekannte im Zusammenhang mit dunkler Materie und Neutrinomassen zu klären und sogar ein physikalisches Rätsel zu verstehen, das als starkes CP-Problem bekannt ist. Professor Nitta und sein Team teilten mit, dass ihr nächstes Ziel darin bestehe, die Vorhersagen der Theorie weiterzuentwickeln, um sie für zukünftige Experimente überprüfbar zu machen.

Nachrichtenquelle: 12punto