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Antimaterie und Energie

Die Energie könnte die viel gesuchte Antimaterie im Grundzustand sein. Es gilt zu prüfen, welche Zusatzannahmen zu erfüllen sind bei der Annahme dieser Behauptung, und ob diese sinnvoll sind.

Auf den ersten Blick sprechen dagegen unter anderem Dimensionsfragen sowie das in weiten Bereichen erfolgreiche Standardmodell, die Möglichkeit der Erklärung des beobachteten Teilchenspektrums durch die Stringtheorie, und die Stabilität der Antiteilchen.

Das Standardmodell würde im Prinzip gar nicht angegriffen, sondern durch analoge Zusätze erweitert. Es müssten weniger Zusatzannahmen, vor allem hinsichtlich der Zahl der Dimensionen, als bei der Stringtheorie gemacht werden, und möglicherweise sinnvollere.

Die Stabilität bzw. Lebensdauer von Antiteilchen ohne Kontakt mit normalen Teilchen ist weitgehend unbekannt. Beispielsweise ist die Behauptung, das Antiproton sei völlig stabil, nie in genügend großen Zeiträumen getestet worden, was auch schwierig sein dürfte.

Ebenso, wie Materie Energie annimmt, wenn sie angeregt wird, müsste demnach die Energie in Form der schon lange postulierten virtuellen Teilchen Materie annehmen können, wenn sie angeregt wird, was bislang nicht nachgewiesen ist. Demnach würden wir in einem Energie-See ähnlich dem Dirac-See „schwimmen“. Dirac betrachtete das Vakuum als einen unendlichen „See“ von Teilchen mit negativer Energie. Der Dirac-See ist ein theoretisches Modell, das durch die Feynman-Stückelberg-Interpretation überholt ist. Letztere bezieht die relativistische Dynamik der Positronen ein. Die Zustände mit negativen Energien werden dabei durch die Antiteilchen erklärt, die sich mathematisch gesehen rückwärts in der Zeit bewegen.

Hinsichtlich ihrer Genese können wir nach dem ein Gangs gemachten Vorschlag annehmen, dass die Antiteilchen durch angeregte Zustände der Energie erzeugt werden. Im wesentlichen müsste es sich also doch um den schon von Newton postulierten „Äther“ handeln. Die Wellenübertragung in diesem Energie-See wäre also ein analoger Vorgang zur Impulsübertragung in der Materie.

Unter dieser Voraussetzung wären Energie und Materie Spiegelzustände voneinander und könnten als äquivalente Abkömmlinge eines gemeinsamen unbekannten Urwesens angesehen werden.

Die Analogie zwischen den Ausdrücken mc für den Impuls und mc² für die Energie ist verblüffend. Normalerweise wird die Tatsache, dass die kinetische Energie nicht ½ mv² ist, damit erklärt, dass die andere Hälfte der Energie per Rückstoß übertragen wird. Kann dies nicht auf ein Antiteilchen sein?

Wenn die Energie E die Antimaterie m’ im Grundzustand ist, so folgt, dass wegen E = mc², universal betrachtet, Masse und Energie dieselbe Dimension haben. Die Lichtgeschwindigkeit ist demnach als dimensionslose Größe anzusehen, und ihr kommt der Wert 1 zu. Das steht in Übereinstimmung mit üblichen Annahmen in der Relativitätstheorie. Jede Geschwindigkeit könnte oder sollte folglich sogar im Prinzip als Teil der Lichtgeschwindigkeit angegeben werden. 1 nc (nano) entspricht etwa 1,08 Stundenkilometern.

Raum und Zeit sollten darüber hinaus in dieser Beschreibung dieselbe Dimension haben, weil ihr Quotient keine Dimension hat. Dem entspricht die Vorstellung, dass Zeit eine imaginäre Raumdimension ist, wie bekanntlich bei der Schreibweise von Raum und Zeit mit komplexen Zahlen, beispielsweise zur mathematischen Beschreibung von Schwingungen, angenommen wird. Das wiederum erleichtert die Vorstellung, das sowohl Raum als auch Zeit „in Wirklichkeit“ Felder sind, die gemeinsam von Materie und Energie erzeugt werden. So ließe sich einfach verstehen, dass die Naturgesetze selber nicht überall und immer dieselben sein müssen.

Die anderen fundamentalen Naturkonstanten müssten im Prinzip ebenfalls gleichgesetzt werden können und sollten ebenso dimensionslos sein, z.B. das Wirkungsquantum h. Dies scheint bislang noch nicht durchdacht worden zu sein. Mit „fundamental“ sind hier diejenigen vier gemeint, die diesen vier Dimensionen zugeordnet werden können und bei denen das möglich sein müsste.

Diese Vorschläge sind bislang nicht in allen Konsequenzen erörtert und nicht durchgerechnet und experimentell bewiesen. Doch sie scheinen ein höchst spannender Gedanke zu sein, der Ausgangspunkt für neue Experimente sein kann. Diese würden auch zu den neuen Ideen von Stephen Wolfram passen, der vermutet, dass am Anfang der Entwicklung automatenartige Vorgänge stehen. Die Aufspaltung eines hypothetischen Urstoffs in Masse und Energie könnte man als solchen Basisprozess ansehen.

2009