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THEMA: Wie stellt man Antimaterie her ?

Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 12:53 #4057

Guten Tag Community. Stimmt es, dass Antimaterie durch eine sehr hohe Beschleunigung hergestellt wird, und wenn ja, wie hoch muss diese Beschleunigung sein ? (Wie viel % der Lichtgeschwindigkeit) Wurde Antimaterie schon in Teilchenbeschleunigern hergestellt ? Kann man Antimaterie überhaupt aufbewahren ? Soweit ich weiß kollidieren die Antimaterie Teilchen ja sofort mit normaler Materie und setzen so Energie frei, richtig ?

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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 15:00 #4066

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Beim Gewitter entsteht z.B. Antimaterie. Das "Erzeugen" geht wohl einfach.
Ein Link dazu: www.spektrum.de/news/gewitter-schleudern...erie-ins-all/1060104

Oder wolltest Du wissen, wie man sie in einem Behälter einsammeln könnte?

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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 16:01 #4072

Genau, also wie könnte man eine größere Masse davon einsammeln und aufbewahren, als Art Energiespeicher.

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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 16:07 #4073

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Bis zu den Star-Trek-Eindämmungskammern ist es noch ein weiter Weg.

Siehe: www.heise.de/tp/artikel/33/33681/1.html vom 18.11.2010

Inzwischen sind über fünf Jahre rum. Kennt jemand neuere Ergebnisse? Die würden mich auch interessieren.

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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 16:13 #4074

Ich bin mir nicht 100% sicher, aber ich glaube die sind momentan darauf aus, das Plasma einzusperren für die Fusionsenergie, danach ist denke ich mal die Antimaterie dran. Da das mit der Fusionsenergie aber nun auch schon etwas länger dauert, wird das mit der Antimaterie wohl auch noch was brauchen, weshalb ich mir nicht vorstellen kann, dass es da in den letzen 5 Jahren Fortschritte gab.

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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 16:58 #4076

Antimaterie sperrt man in s.g. Penningfallen ein. Macht man z.B. Am CERN in Genf. Das sind Behälter, in denen man Ultrahochvakuum erzeugt und die von Magnetfeldern umgeben sind, die so angeordnet werden, dass in der Raummitte die Feldstärken sich gerade wegheben. Will nun das Antimaterieteilchen diese Mitte verlassen, wird es von den umgebenden Feldern wieder zurück gedrängt. Kalt ist es in diesen Penningfallen auch, damit den Teilchen die Lust an ausschweifenden Wanderbewegungen vergeht.
Geladene Teilchen wie Antiprotonen oder Positronen kann man hier sehr lange speichern. Schwieriger wird es, Antiwasserstoff einzusperren, da der ja nach außen neutral ist. Hergestellt hat man ihn aber schon.
Grüße
Thomas
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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 17:18 #4077

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Thomas schrieb: … die von Magnetfeldern umgeben sind, die so angeordnet …

Danke, auch für das "Suchwort". Bilder halfen mir, das noch besser zu verstehen:
de.wikipedia.org/wiki/Penning-Falle

Das scheint - verglichen mit einem Tokamak - viel einfacher zu sein.

Da das mit der Fusionsenergie aber nun auch schon etwas länger dauert,
wird das mit der Antimaterie wohl auch noch was brauchen.


Sind wir denn an der "Star-Trek-Eindämmungskammer" dichter dran, als an der Kernfusion?

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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 18:56 #4088

Sowohl bei der Kernfusion, als auch bei Antimaterie arbeitet man mit Magnetfeldern. Momentan ist der ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) im Bau, 2026 sollen dort frühestens Untersuchungen durchgeführt werden können, die dann zeigen ob die Heizenergie für die Herstellung des Plasmas geringer sind als die Energiemengen, die man daraus gewinnen kann. Der Bau hat 2007 angefangen, also wird das Ganze ca. 19 Jahre laufen. Bei der Antimaterie weiß man bereits, dass die Herstellung immer gleich viel (oder mehr) Energie braucht, als man bei der Annihilation freisetzen kann. Bei der Kernfusion scheint das aber anscheinend noch nicht ganz klar zu sein. Ich würde also sagen, bei den Fortschritten und der Entwicklung, was die Aufbewahrung angeht,liegt die Antimaterie vorne, und bei der potenziellen Nutzung für zukünftige Energie liegt die Hoffnung eher bei der Fusionsenergie. Ich finde allerdings keine Information, die beschreiben wann so eine "Star-Trek-Eindämmungskammer" entwickelt werden könnte. Also sage ich einfach mal : Was kleine Mengen angeht liegt die Antimaterie vorne, was große Mengen angeht liegt das Plasma, bzw. die Kernfusion vorne. Zumindest geht man davon beim ITER aus, also hoffen wir mal, dass da nichts schief läuft.
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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 20:09 #4092

Antimaterie kann man beispielsweise herstellen, indem man Gammaphotonen aufeinander loslässt. Haben diese die richtige Energie, dann entstehen Elektronen und Positronen. Wenn man diese dann sehr schnell trennt, sie also an der Rekombination hindert, bekommt man also Positronen. Wie man aber leicht sieht, entspricht die Energie, die man aufwendet, genau der Energie, die jetzt in den Teilchen steckt (E=m x c2).
Annihilieren die Teilchen wieder, bekommt man genau die gleiche Energie in Form von Gammaquanten wieder heraus. Also kein Energiegewinn unter dem Strich.
Bei der Kernfusion ist das anders. Dort will man Protonen soweit aufheizen, dass sie miteinander verschmelzen und am Ende Heliumkerne entstehen. Die Summe der Ausgangsmassen ist dabei größer , als die Summe der Endmassen. Die Differenz ist in Energie umgewandelt worden. Läuft der Prozess effizient genug, dann steht am Ende zu erwarten, dass die aufgewendete Energie zur Erzeugung des Plasmas kleiner sein wird, als die gewonnene Energie. So jedenfalls die Hoffnung.
Man muss den Iter jetzt groß genug bauen, damit das sehr heiße Plasma nicht mehr die Wände der Prozesskammer zerstört, wie das bisher z.B. Beim Tokamak der Fall war.
Man wandelt also hier einen Bruchteil der beteiligten Masse in Energie um, wieder nach E = m x c2.
Grüße
Thomas
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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 20:24 #4093

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Ah, danke. Also:

Mit Kernfusion kann man preiswert (und umweltschonend?!) Energie erzeugen. Aber so ein ITER/Tokamak ist seeehr groß.

Wie könnte man eine größere Masse Antimaterie einsammeln und aufbewahren, als Art Energiespeicher


Das geht z.B. in einer Penning-Falle. Sind die wirklich so handlich? Also nur ein paar Liter groß?
gabrielse.physics.harvard.edu/gabrielse/...ningTrapDesigns.html

Dann könnte man die die Energie aus der Kernfusion also in Penning-Fallen speichern, um damit z.B. Fahrzeuge (Autos, Flugzeuge, Raumschiffe) anzutreiben?

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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 21:17 #4102

Mit Kernfusion kann man potentiell Energie erzeugen. Ob wir es technisch schaffen und wenn ja wie viel radioaktive Belastung dabei entsteht, werden wir möglicherweise in den nächsten 50 Jahren wissen.

Wenn es klappt, werden wir daraus vor allem Strom produzieren, ähnlich wie bei den Kernkraftwerken.

In Fusionskraftwerken wird keine Antimaterie produziert.

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Wie stellt man Antimaterie her ? 20 Mär 2016 22:15 #4110

Zusatzbemerkung: Wenn wir alle Antimaterieteilchen, die wir bisher im Labor erzeugt haben, mit Materieteilchen annihilieren lassen könnten, dann würden wir nicht einmal eine Glühbirne für eine Sekunde lang zum Leuchten bringen.
Energie aus Kernfusion in die Erzeugung von Antimaterie zu stecken, ist zwar theoretisch darstellbar, aber mit Sicherheit weder wissenschaftlich noch ökonomisch sinnvoll.
Grüße
Thomas

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