Het concept van antimaterie is al jaren een groot genoegen voor sci-fi-fans, maar het stelt ook een reële vraag voor natuurkundigen. Wiskundig gezien is het logisch dat er voor elk type deeltje in ons universum een corresponderend antideeltje bestaat, namelijk het hetzelfde maar met de tegenovergestelde lading - dus om bijvoorbeeld met het elektron te corresponderen, moet er een anti-elektron zijn, ook wel een positron genoemd. Wanneer antimaterie en materie met elkaar in contact komen, vernietigen ze elkaar in een flits van energie.
Toen de oerknal plaatsvond, had deze gelijke hoeveelheden materie moeten creëren antimaterie. En toch is materie overal en is er tegenwoordig nauwelijks antimaterie in ons universum. Waarom is dat?
Aanbevolen video's
Een nieuw experiment van CERN, de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek, heeft de vraag aangepakt door te kijken naar hoe materie en antimaterie anders zouden kunnen reageren op het zwaartekrachtveld van de aarde. Natuurkundigen denken dat antimaterie in een ander tempo zou kunnen vallen dan materie, wat zou kunnen verklaren waarom antimaterie minder vaak voorkomt. Maar om dit te testen, moeten ze antimateriedeeltjes maken, zoals
positroniumatomen. Dit zijn paren van één elektron en één positron, maar ze leven maar een fractie van een seconde – 142 nanoseconden om precies te zijn – en er is dus niet genoeg tijd om er experimenten mee uit te voeren.De doorbraak van CERN ligt in het creëren van positroniumatomen die veel langer meegaan: elk 1140 nanoseconden. Ze hebben ook de snelheid van de gecreëerde positroniumatomen kunnen volgen, waarbij ze hebben waargenomen dat ze zich met een snelheid tussen de 70 en 120 kilometer per seconde bewegen, wat het experimenteren ermee eenvoudiger maakt. Ze bereikten dit met behulp van de heerlijk klinkende ‘positron-naar-positronium-omzetter’, die een flits van ultraviolette lasers uitzendt om positronen meer energie te geven, zodat ze langer leven.
Uiteindelijk kunnen wetenschappers deze langerlevende positroniumatomen in experimenten gebruiken om te zien hoe ze reageren op de zwaartekracht, maar eerst moeten ze controleren of de atomen die ze creëren elektrisch neutraal zijn. Gelukkig kan dit worden gedaan zonder gebruik te maken van de CERN-versneller die momenteel is stilgelegd voor een upgradeprogramma van twee jaar. Bij de meeste experimenten op CERN is het gebruik van de versneller nodig om een bundel protonen te creëren, maar dit positroniumexperiment kan zelfs tijdens de shutdown-periode doorgaan.
De bevindingen worden gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling A.
Aanbevelingen van de redactie
- ISS ontvangt nieuwe hardware voor het coolste experiment in het universum
- Nieuwe CERN-experimenten onderzoeken raadselachtige vragen over antimaterie
Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.
