CP-Verletzung, die Verletzung eines Erhaltungssatzes der Physik, die zur Erklärung der Dominanz der normalen Materie im Universum beiträgt.

Zu jedem ►Elementarteilchen gibt es ein entsprechendes Antiteilchen. Materie, die aus solchen Antiteilchen aufgebaut ist, nennt man Antimaterie - und in der Tat ist es bereits gelungen, z.B. Antiwasserstoff-Atome in einem Teilchenbeschleuniger herzustellen. Allerdings sind solche Atome nur kurzlebig. Kommen sie nämlich mit normaler Materie in Kontakt, zerstrahlen sie mit dieser zu reiner Energie.

Ein ►Naturgesetz, die sogenannte CP-Erhaltung, besagt, dass Antimaterie genau die gleichen Eigenschaften hat wie normale Materie, allerdings spiegelverkehrt und mit umgekehrten elektrischen Ladungen. Das Antiteilchen des Elektrons beispielsweise, das Positron, ist im Gegensatz zur negativen Ladung des Elektrons positiv geladen  und rotiert genau anders herum. Jedoch gibt es noch einen weitere markanten Unterschied zwischen Materie und Antimaterie. Unser Universum besteht offenbar ausschließlich aus normaler Materie. Antimaterie kommt praktisch nicht vor. Und das ist auch gut so. Denn wir würden wie eine Wasserstoffbombe explodieren, sobald wir ein Stück Antimaterie berühren.

Woher kommt diese Vorherrschaft der Materie, die bereits kurz nach dem ►Urknall entstanden sein muss? Schon 1964 bemerkten Wissenschaftler eine Unregelmäßigkeit beim Zerfall von bestimmten Elementarteilchen, den sogenannten Mesonen*. Die Zerfallswahrscheinlichkeiten von normalen und von Antimesonen waren leicht unterschiedlich. Der Unterschied beim Zerfall allerdings betrug allerdings nur 0,2%. Dies reicht nicht aus, um die Materiedominanz im Universum zu erklären.

Es gibt also noch ein im Rahmen des ►Standardmodells bisher unbekanntes Naturgesetz, das ebenfalls zur Materiedominanz in der Frühzeit des Universums beiträgt. Ebenfalls unklar ist der Mechanismus, der die Verletzung des CP-Erhaltungssatzes bewirkt. Nach einer Theorie wird die CP-Verletzung durch die schwereren Arten der ►Quarks hervorgerufen. Um dies zu überprüfen, müsste man Zerfälle von Teilchen untersuchen, die aus einem oder mehreren schweren Quarks wie etwa dem Bottom-Quark bestehen. Solche Zerfälle sind allerdings extrem selten und erfordern einen großen Experimentieraufwand. Zurzeit sind Untersuchungen hierzu am großen Teilchenbeschleuniger in Stanford/Kalifornien (SLAC) sowie am japanischen Kernforschungszentrum in Tsukuba zugange. Genauere Erkenntnisse über die CP-Verletzung können wesentlich zu unserem Verständnis der Vorgänge beim Urknall beitragen.


* Mesonen bestehen aus zwei Quarks, im Gegensatz zu Kernteilchen wie Protonen und Neutronen, die aus je drei Quarks zusammengesetzt sind. Einzelne Quarks kommen in der Natur nicht vor.

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