Exotische Materie


Exotische Materie

Der Begriff Exotische Materie der Teilchenphysik ist sehr weit gefasst und bezieht sich allgemein auf Teilchen, die nicht aus Elektronen, Protonen und Neutronen aufgebaut sind, und im Speziellen auf hypothetische Materie mit negativer Energiedichte. Letztere Art der Materie wurde bis heute noch nicht beobachtet.

Beispielsweise versuchen Geophysiker ungewöhnliche seismische Beben mit den Einschlägen von Teilchen der exotischen Materie mit Massen im Nanogramm-Bereich zu erklären, deren Dichte der von Atomkernen gleichkommt.[1] Diese Partikel werden Strangelets oder Strange Quark Nuggets genannt, da sie aus Strange-Quarks bestehen sollen. Aufgrund theoretischer Überlegungen wurde diese Art von exotischer Materie schon 1984 von Edward Witten vorgeschlagen.[1] Die Vermutung, dass sich exotische Materie im Inneren von Neutronensternen als freie Quarks oder Bose-Einstein-Kondensat finden lasse, hat sich inzwischen als sehr unwahrscheinlich herausgestellt.[2]

Exotische Materie mit negativer Energiedichte ist keine Antimaterie. Zwar lassen sich zumindest für Fermionen die Antiteilchen formal durch Zustände negativer Energie beschreiben, jedoch sind die Antiteilchen im Rahmen dieser Theorie Löcher im Dirac-See, also fehlende Teilchen negativer Energie, und haben somit wieder positive Energie. Die Feynman-Stückelberg-Interpretation beschreibt die Antiteilchen als Teilchen positiver Energie, die sich rückwärts durch die Zeit bewegen. Wurmlöcher und der fiktive Warp-Antrieb von Miguel Alcubierre (siehe Überlichtgeschwindigkeit) benötigen exotische Materie negativer Energie.[3]

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. a b [1] Anderson, D. P., Herrin, E. T., Teplitz, V. L. & Tibuleac, I. M. (2003) Unexplained Sets of Seismographic Station Reports and A Set Consistent with a Quark Nugget Passage. Open Access to Astrophysics, lanl.arXiv.org
  2. [2] Özel, F. (2006) Soft equations of state for neutron-star matter ruled out by EXO 0748 - 676. Nature 441, 1115-1117.
  3. [3] Hochberg, D. & Visser, M. (1998) Null Energy Condition in Dynamic Wormholes. Phys. Rev. Lett. 81(4), 746 - 749.

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