CERN bewegt 92 Antiprotonen verlustfrei

Antimaterie lässt sich nur in elektromagnetischen Feldern speichern. Am 24. März 2026 trennten Physiker am CERN einen 850 Kilogramm schweren Apparat von der Laborversorgung, luden ihn auf einen Lastwagen und fuhren rund eine halbe Stunde über das Genfer Forschungsgelände. Im Inneren schwebten 92 Antiprotonen, die von elektrischen und magnetischen Feldern gehalten wurden und deshalb keine Oberfläche berührten. Nach der Rückkehr und dem Wiederanschluss stellten die Messgeräte keinen Teilchenverlust fest. Mit denselben Teilchen arbeitete das Team anschließend mehr als einen Monat weiter. Es war der erste kontrollierte Straßentransport mit eingeschlossener Antimaterie und damit eine Prüfung, auf die Physiker seit Jahren hingearbeitet hatten.

Warum Antimaterie auf einen Lastwagen laden?

Ein Antiproton ist das Antiteilchen des Protons: Es hat dieselbe Masse, aber die entgegengesetzte elektrische Ladung. Berührt es gewöhnliche Materie, vernichten sich beide. In einem Gefäß lässt es sich deshalb nicht aufbewahren. Antiprotonen können nur in elektromagnetischen Feldern eingeschlossen werden; die einzige Anlage, die sie routinemäßig für Experimente erzeugt, ist die Antimatter Factory des CERN.

Das schafft ein praktisches Problem. Am CERN erzeugen die Magnete und elektrischen Anlagen des Beschleunigerbetriebs wechselnde Hintergrundfelder, während das Experiment BASE extrem schwache Frequenzsignale auslesen muss. Dieses Hintergrundrauschen begrenzt die Genauigkeit, mit der das Team Protonen und Antiprotonen vergleichen kann. Der Vergleich prüft eine der grundlegenden Symmetrien der Physik: die CPT-Symmetrie. Sie sagt voraus, dass ein Teilchen und sein Antiteilchen dieselbe Masse sowie gleich große, aber entgegengesetzte magnetische Eigenschaften besitzen.

Ein ruhigeres Labor, das gegen die Störungen des Beschleunigerbetriebs abgeschirmt ist, könnte präzisere Messungen ermöglichen. Es kann die Antiprotonen jedoch nicht selbst erzeugen. Vorgesehen ist deshalb ein mobiler Transport: Eine tragbare Falle wird am CERN befüllt, an einen ruhigeren Ort gefahren und dort für die Messung eingesetzt. Der dafür entwickelte Apparat heißt BASE-STEP.

7,5 Kilometer in 30 Minuten

Die Falle kombiniert einen supraleitenden Magneten, der die geladenen Teilchen auf Spiralbahnen zwingt und sie dadurch am seitlichen Entweichen hindert, mit übereinander angeordneten Elektroden, die an beiden Enden elektrische Barrieren bilden. Die Antiprotonen kreisen in diesem Aufbau, ohne eine Oberfläche zu berühren. Die gesamte Anordnung befindet sich in einer Vakuumkammer, für die die Kollaboration eine Obergrenze des Restdrucks angab, die deutlich unter dem Zielwert der Konstruktion lag. Zusammenstöße mit einzelnen Gasmolekülen waren dadurch äußerst selten.

Der Lastwagen legte bei dem Transport im März rund 7,5 Kilometer auf dem CERN-Gelände in Meyrin zurück. Die Forscher entnahmen 92 Antiprotonen aus der Antimatter Factory und luden sie in die offene Transportfalle. Anschließend trennten sie die externe Stromversorgung und die Kühlleitungen, hoben das Gefäß mit einem Kran auf den Lastwagen und fuhren los. Nach 30 Minuten kehrte der Lastwagen zurück. Nach dem Wiederanschluss waren die Antiprotonen noch vorhanden und blieben mehr als einen Monat lang kontrollierbar.

Während der Fahrt überwachte das Team die Zahl der eingeschlossenen Teilchen mit der sogenannten Bildstromdetektion: Die umlaufenden Teilchen induzieren in den Elektroden schwache elektrische Signale. Daran lässt sich erkennen, ob sich noch Teilchen in der Falle befinden, ohne die Falle zu öffnen (CERN-Medienkit).

Die längere Strecke

Die am 16. September 2026 in Nature veröffentlichte Studie belegt, dass die tragbare Falle das Abtrennen von der Versorgung, Erschütterungen während der Fahrt und das Wiederanschließen übersteht, ohne dass ein Verlust von Antiprotonen nachweisbar ist. Das ist ein echter Fortschritt: Bis zu diesem Versuch hatte niemand gezeigt, dass ein solcher Transport mit tatsächlicher Antimaterie und nicht nur mit gewöhnlichen Teilchen möglich ist.

Als Ziel ist ein eigenes Labor an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf vorgesehen. Die Fahrt dorthin würde acht bis zwölf Stunden dauern und die Anforderungen einer kurzen Runde über das CERN-Gelände deutlich übersteigen. Die Kollaboration muss die autonomen Systeme der Falle wesentlich länger in Betrieb halten und am Ziel außerdem zeigen, dass sich die Teilchen in eine Empfangsfalle überführen lassen. Ob ein ruhigeres Labor tatsächlich präzisere Messungen ermöglicht, ist davon unabhängig eine offene Frage.

Der Transport über das CERN-Gelände hat einen kurzen, reversiblen Transport ohne nachweisbaren Verlust von Antiprotonen sowie die anschließende Lagerung und Manipulation der Teilchen demonstriert. Er hat weder die Übergabe an ein anderes Labor noch eine höhere Messpräzision belegt. Der wissenschaftliche Ertrag, der den gesamten Aufwand rechtfertigen soll, wird sich erst am Ende einer längeren Strecke und nach einer längeren Fahrt zeigen.