Kann aus Licht Materie entstehen?

Kann aus Licht Materie entstehen?

Die Vorstellung, dass Materie aus Licht entstehen kann, hat Wissenschaftler schon seit langem fasziniert. 1934 postulierten Gregory Breit und John Wheeler die Materieentstehung aus Licht.

Die Theorie von Breit und Wheeler

Breit und Wheeler entwickelten eine Theorie, die zeigte, dass zwei hochenergetische Photonen, wenn sie kollidieren, Elektronen und Positronen erzeugen können. Elektronen und Positronen sind elementare Materieteilchen, die Grundbestandteile der Atome sind.

Laut ihrer Theorie können Photonen mit genügend Energie in einem Prozess namens Paarbildung ein Elektron-Positron-Paar erzeugen. Dieser Prozess ist jedoch nur bei extrem hohen Energien möglich, die über denen liegen, die in natürlichen Prozessen auf der Erde vorkommen.

Experimentelle Bestätigung

Die Theorie von Breit und Wheeler wurde 1933 experimentell durch den Physiker Carl David Anderson bestätigt, der die Existenz von Positronen nachwies. Anderson beobachtete die Spuren von Positronen in einer Nebelkammer, die durch kosmische Strahlung erzeugt wurden.

Anwendungen in der modernen Physik

Die Paarbildung wird heute in verschiedenen Bereichen der modernen Physik eingesetzt, darunter:

• Teilchenbeschleuniger: In Teilchenbeschleunigern werden hochenergetische Protonen kollidiert, um Photonen zu erzeugen, die dann in Elektron-Positron-Paare umgewandelt werden.
• Positronen-Emissions-Tomographie (PET): PET ist eine medizinische Bildgebungstechnik, die Positronen verwendet, um die Stoffwechselaktivität in verschiedenen Körperteilen zu messen.
• Kernphysik: Paarbildung wird bei der Untersuchung von Kernprozessen und der Entwicklung von Atomwaffen eingesetzt.

Fazit

Die Theorie von Breit und Wheeler hat sich als grundlegend für das Verständnis der Materieentstehung aus Licht erwiesen. Sie hat experimentelle Bestätigung gefunden und findet heute in verschiedenen Bereichen der modernen Physik Anwendung. Die Entstehung von Materie aus Licht ist ein faszinierendes Konzept, das weiterhin Wissenschaftler und Forscher gleichermaßen beschäftigt.