Rätsel der Wissenschaft Folgen

Um die Gesetze des Universums zu ergründen, haben Physikerinnen und Physiker das Standardmodell der Teilchenphysik entwickelt. Es beschreibt alle uns bekannten Elementarteilchen und die Wechselwirkungen zwischen ihnen. Am Ziel sind Forschende damit aber noch lange nicht. Es gibt zahlreiche Hinweise auf eine Physik jenseits dieses Standardmodells, auf Lücken, auf unbekannte Teilchen und mysteriöse Kräfte. Zu den größten ungelösten Rätseln zählt das Materie-Antimaterie-Ungleichgewicht im Universum. Von jedem bekannten Teilchen gibt es auch ein Antiteilchen. Wenn diese beiden ungleichen Zwillinge aufeinandertreffen, vernichten sie sich gegenseitig. Beim Urknall ist dem Standardmodell der Teilchenphysik zufolge gleich viel Materie wie Antimaterie entstanden – und diese hätte sich gegenseitig auslöschen müssen. Das ist zum Glück nicht passiert, wir selbst und alle Objekte, die wir kennen, bestehen aus Materie. Aber wie ist das möglich, und wo ist die ganze Antimaterie hinverschwunden? Diesen Fragen gehen David Rennert und Tanja Traxler mit dem STANDARD-Wissenschaftsredakteur Reinhard Kleindl und dem Antimaterieforscher Carsten Welsch von der Universität Liverpool in der neuen Folge von "Rätsel der Wissenschaft" nach. Sie besprechen auch, wie man Antimaterie im Labor erzeugt, in welchen medizinischen Anwendungen sie steckt und ob sie uns auch gefährlich werden könnte.

Können Tiere träumen? Wer mit Haustieren lebt, wird diese Frage wahrscheinlich mit Ja beantworten. Hunde, die im Schlaf wild japsen und die Pfoten bewegen oder Katzen, die schlafend auf der Couch scheinbar Mäuse fangen, erwecken jedenfalls den Anschein, intensiv zu träumen. Wissenschaftliche Nachweise für Träume bei Tieren zu erbringen, ist jedoch alles andere als einfach. Lange Zeit galt die Forschung dazu sogar als unwissenschaftlich oder irrelevant. In den vergangenen Jahren hat die tierische Traumforschung aber große Fortschritte gemacht. So zeigt sich etwa, dass die Schlafphasen zahlreicher Spezies denen von Menschen erstaunlich ähnlich sind. Am meisten und intensivsten träumen Menschen im sogenannten REM-Schlaf, in dem auch die Gehirnaktivität zunimmt. Inzwischen wurden REM-ähnliche Schlafphasen nicht nur bei vielen anderen Säugetieren entdeckt, sondern auch bei Vögeln, Fischen, Kraken und sogar bei Spinnen. Die Schlafphase allein beweist noch nicht, dass ein Tier auch tatsächlich träumt. Die Hirnforschung liefert aber immer mehr Hinweise darauf, was sich im tierischen Schlaf abspielt: Bei manchen Vögeln etwa gleicht die neuronale Aktivität im REM-Schlaf jener beim Fliegen oder Singen, bei Ratten sind wiederum dieselben Muster wie beim Lösen von Aufgaben im Wachzustand erkennbar. Träumen Vögel also vom Fliegen und Ratten von Labyrinthen? Durchleben Tiere auch Albträume? Und was hat es mit einem revolutionären Katzenexperiment aus den 1960er-Jahren auf sich, dass die Samtpfoten zu Schlafwandlern machte? Diesen Fragen gehen David Rennert und Tanja Traxler in der neuen Folge von "Rätsel der Wissenschaft" nach.

Woraus besteht das Universum? Alles, was wir über diese große Frage wissen, bildet das sogenannte Standardmodell der Teilchenphysik. Es beschreibt die uns bekannten Elementarteilchen und die Wechselwirkungen zwischen ihnen. Unser Wissen ist aber begrenzt: Es gibt zahlreiche Hinweise auf eine Physik jenseits dieses Standardmodells, auf unbekannte Teilchen und Kräfte.  Die weltweit wichtigste Forschungseinrichtung, die unser Wissen über die Bausteine der Materie vorantreibt, ist die Europäische Organisation für Kernforschung bei Genf, besser bekannt als Cern. Dort steht das größte wissenschaftliche Experiment der Erde: Im ringförmigen Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC), der einen Umfang von 26,7 Kilometern hat, lassen Forschende Teilchen mit Rekordenergie miteinander kollidieren. Der wichtigste Erfolg des LHC war der Nachweis des Higgs-Teilchens, das lange als das letzte fehlende Puzzlestück im Standardmodell der Teilchenphysik galt.  Geht es nach den Forschenden am Cern, soll aber schon bald ein noch viel größeres Experiment den LHC in den Schatten stellen. Fast 100 Kilometer soll der Umfang des Teilchenbeschleunigers Future Circular Collider betragen. Welche Rätsel könnte man mit diesem gigantischen Instrument lösen? Was genau passiert in einem Teilchenbeschleuniger überhaupt? Und bergen Teilchenkollisionen mit derart hohen Energien auch Risiken? Darüber sprechen David Rennert und Tanja Traxler in der neuen Folge von "Rätsel der Wissenschaft" mit dem österreichischen Physiker Michael Benedikt, der am Cern die Machbarkeitsstudie zu dem vorgeschlagenen neuen Teilchenbeschleuniger leitet.