Multiversum

Forscher suchen nach Neutronen aus Paralleluniversen

Multiversum: Forscher suchen nach Neutronen aus Paralleluniversen

Die Vorstellung, dass es multiple Universen in anderen Dimensionen geben könnte, ist alles andere als neu. Seit einigen Jahren aber wird die Debatte um diese Theorie immer wieder durch die standhafte Behauptung einiger Wissenschaftler befeuert, sie hätten Neutronen beim Sprung zwischen Universen beobachten können.

Namur (Belgien). Über die Existenz multipler Universen sinnieren Kosmologen etwa genau so gerne wie Science-Fiction und Horror-Autoren. Mit besonders viel Vorliebe allerdings versuchen erstere nach Möglichkeit keinen Versuch zu unternehmen, die Existenz auch mit wissenschaftlichen Thesen zu untermauern. Grund dafür scheinen keinen kosmischen Schrecken aus anderen Dimensionen zu sein, sondern schlicht und ergreifend der Umstand, dass dies annähernd unmöglich ist. Allerdings hat schon vor ein paar Jahren ein Team von Wissenschaftlern und Forschern gezeigt, wie dunkle Materie zwischen unserem und einem eventuellen anderen Universum hin und her wechselt. Nun wollen es jene Wissenschaftler in die Wege leiten genau dieses Phänomen genaustens mit existierender Technologie beobachten zu können. Was sie dazu brauchen? Einen Neutronendetektor, ein paar Neutronen und ein wenig Zeit.

Grundvoraussetzung schienen, bis vor ein paar Jahren, in einer „neutron bottle“ gesammelte Neutronen in ultrakaltem Zustand zu sein. 2012/2103 nämlich unternahm das Team um Michael Sarrazin von der Universität im belgischen Namur bereits Experimente zum Existenzbeleg anderer Universen. Die damalige Versuchsreihe basierte auf dem selben Prozess, mit dem schon seit Jahren der Verfall von Neutronen gemessen wird. Die dafür benötigten „neutron bottles“ bestehen aus völlig gewöhnlicher Materie mit einem magnetischen Feld. Durch sie ist es möglich superkalte Neutronen zu fangen und sie dazu zu bringen, sich so langsam zu bewegen, dass eine Beobachtung möglich ist. Physiker messen dann anhand der Quote, mit denen die Neutronen auf die Wand des Behältnisses treffen und mit welcher Geschwindigkeit die Neutronen schließlich zerfallen.

In perfektem Umständen würden Neutronen exakt mit der gleichen Geschwindigkeit verfallen wie es der Beta Zerfall vorgibt, aber dies war bisher nie der Fall. Grund dafür ist, so die allgemein postulierte Behauptung, dass die Neutronenfallen einfach nicht perfekt sind. Die Zerfallsgeschwindigkeit ist immer etwas schneller als sie sein sollte, vermutlich weil einige Neutronen sich auf anderem Wege als durch den Zerfall verflüchtigen.

Entschwunden in eine „Braneworld“

Oder sie wechseln in ein anderes Universum. Die zumindest behaupten Michael Sarrazin und sein Team aus Namur. In der Theorie haben die Forscher bereits belegt, dass genug magnetische Potentiale die Grundlage für einen Materietausch zwischen Universen bilden könnte. 2012 veröffentlichten sie auf ihren Blog eine Arbeit, in der sie belegen, dass sie die Zerfallsgeschwindigkeit dazu nutzten um zu ermitteln, wie oft Neutronen zwischen Universen wechseln. Laut ihren Berechnungen geschieht dies übrigens sehr selten. Etwa ein Neutron unter einer Millionen Neutronen schafft den Sprung in ein anderes Universum.

Diese geringe Wahrscheinlichkeit aber hebelt die Theorie nicht völlig aus. Besonders dann nicht, wenn man sich vor Augen führt, wie viele Neutronen da draußen umher schwingen. Zudem hat Sarrazin nun wohl einen Weg gefunden diese Theorien experimentell zu beobachten.

Hierzu plant das Team einen Neutronendetektor in der Nachbarschaft eines Reaktors zu platzieren. So wollen sie ermitteln können ob plötzlich auftauchende Neutronen über den Reaktor aus einem Paralleluniversum, einer sogenannten "Braneworld", angezogen werden.

Laut dem Blog des Teams ("The Physics of ArXiv") ist diese These alles andere als abwegig. „Sarrazin und Kollegen sagen, dass die Braneworld-Theorien vorhersagen, dass Teilchen wie Neutronen zur gleichen Zeit in unserem als auch in einem Paralleluniversum, in sich überlagenden Zuständen, existieren können. Wenn diese Neutronen dann aber – etwa durch eine Kollision mit einem Kern – gestört werden, hebt sich auch der Zustand der Überlagerung auf und das Neutron endet entweder in der einen oder in der anderen Welt. Durch diesen Vorgang könnte es also dazu kommen, dass Neutronen von einem Universum in ein paralleles Universum wechseln.“

Das Benehmen fremder Neutronen

Da das Verhalten von „diesseitigen“ Neutronen ziemlich gut untersucht ist und es sich genau berechnen lässt, wie viele Neutronen ein Reaktor produzieren sollte und Reaktoren gegen die Entweichung von Neutronen abgeschirmt sind, sind die theoretischen Grundlagen für Sarrazins Experiment klar und die Zahl der „anderweltlichen“ Neutronen sollte extrem gering sein.

Sarrazin und sein Team sind sich zudem sicher, dass sich die Neutronen aus der „Braneworld“ leicht von denen aus unserer Welt unterscheiden lassen:

  • Der geplante Detektor wird extrem stark vor von außen eindringenden Neutronen geschützt sein. Eigentlich muss jedes gesammelte Neutron im Detektor selber entstanden sein. Allerdings ist das Eindringen von kosmischer Strahlung nicht auszuschließen und auch so können Neutronen auftreten.
  • Die Anzahl der entstehenden Neutronen ist jedoch konstant und unabhängig von der Distanz zum Reaktor. Die Anzahl der Neutronen aus einem Paralleluniversum aber wären von genau dieser Distanz abhängig. Ein Schwinden der Anzahl von detektierten Neutronen mit steigender Distanz zum Reaktor wäre also ein deutlicher Beleg für Sarrazins Theorie.
  • Abschließend sollen die Neutronen auch noch mit dem Gravitationsfeld unseres Planeten in Interaktion treten. Genau diese Wechselwirkung würde zum Zusammenbruch des überlagerten Zustands der Neutronen und zu dem Wechsel zwischen den Universen führen. Eine Veränderung des Schwerkraftfeldes beeinflusst also auch die Rate der zwischen den Welten reisenden Neutronen. Auf Grund der leicht elliptische Umlaufbahn der Erde um die Sonne tritt jedes Jahr eine Veränderung des Schwerkraftfeldes unseres Planeten um etwa zwei Prozent auf. Auch diese Rate müsste sich in Sarrazins Experiment äußern.

Den idealen Ort für ihr Experiment hat Sarrazins Team im Kernreaktor am Institute Laue-Langevin nahe Grenoble gefunden. Ihr Blog wird uns sicher auch in der Zukunft auf dem Laufenden halten.

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