Ultrakalte Neutronen und die fehlende Antimaterie im Universum

Fundamentale Forschung mit Neutronen bietet ungeahnte Einblicke in das frühe Universum: Ultrakalte Neutronen sind bis auf Milli-Kelvin an den absoluten Nullpunkt abgekühlt und können in Fallen bis zu ihrer natürlichen Lebensdauer von 880 s gespeichert werden. Dieses Alleinstellungsmerkmal ermöglicht es, präzise Messungen der Eigenschaften dieses Quantensystems durchzuführen. In einem der genauesten Experimente der Physik sucht man nach einer sehr kleinen elektrischen Ladungsverteilung im Neutron, eine Eigenschaft, die – wie sich herausstellt – unseren Naturgesetzen widersprechen würde, nämlich der Symmetrie fundamentaler Prozesse gegenüber der Zeitumkehr. Obwohl diese Eigenschaft eigentlich nicht auftreten sollte, so ist sie doch gleichzeitig notwendig, um eine damit zusammenhängende Asymmetrie im Universum zu erklären: den großen Überschuss von Materie gegenüber Antimaterie. Damit kann ein kleines Experiment an einer Neutronenquelle Aufschluss über Physik des sehr frühen Universums geben, die komplementär oder sogar weit jenseits des LHC stattfindet. Diese Zusammenhänge von Messungen mit ultrakalten Neutronen und verletzten Symmetrien jenseits der bekannten Physik werden im Rahmen dieses Vortrags erläutert und diskutiert.