Tragisk: Forskerne opdagede ikke eksistensen af ​​antihydrogenatomer, før de ramte muren i forsøgsanlægget og blev ødelagt. Ødelæggelsen af ​​antiprotonen producerede fire ladede pioner (gule spor), og ødelæggelsen af ​​positron producerede to fotoner (røde spor). De røde og gule blokke er detektorer. (Kilde: CERN)
Et internationalt forskerteam ved European Nuclear Research Center CERN i Genève kan generere 50.000 antihydrogenatomer inden for få minutter. Med denne store mængde antimaterie testes standardteorien om partikelfysik. Det kunne afklare spørgsmålet om, hvorfor der næsten ikke er noget antimaterie i vores univers. Forskerne præsenterer strukturen af ​​deres eksperiment ATHENA i en forudgivelse af tidsskriftet Nature (DOI: 10.1038 / nature01096). I henhold til standardteorien om partikelfysik opfører antimaterie i en bestemt forstand nøjagtigt "spejlbillede" til stof. Dette gør det ekstremt vanskeligt at forstå, hvorfor vores univers tilsyneladende udelukkende består af stof. Fordi ifølge denne "spejlbillede teori" kan partikler kun genereres sammen med deres tilhørende antipartikler af ren energi eller ødelægges til energi. Hvordan kunne det være kommet til det observerede overskud af stof i vores univers?

Et muligt svar, der skal testes ved CERN, ville være et lille afvigelse af antimaterie fra den spejlbilledeopførsel, der påstås af standardteorien. Antihydrogen er især egnet til denne test, fordi en bestemt egenskab ved hydrogenatomet er ekstremt velkendt.

I hydrogenatom drejer en elektron sig omkring en proton. I henhold til kvantemekanik kan elektronet ikke bevæge sig på vilkårlige kredsløb rundt om protonen, men har kun specifikke baner at vælge imellem. Det er kendt, hvor hyppigt elektronet skifter fra det laveste til det højeste niveau under visse betingelser inden for en billion af en procent.

CERN-fysikerne ønsker at sammenligne denne frekvens med den tilsvarende frekvens i antihydrogenatom. Nøjagtigheden af ​​denne sammenligning skal være en til en billion (en med 18 nuller). For at opnå denne nøjagtighed skal temperaturen på antihydrogen være tæt på absolut nul ved minus 273 grader Celsius. Fordi du ikke bare kan køle antihydrogen af ​​åbenlyse grunde? ville elektronerne og protonerne i kølemediets atomer straks ødelægge sig sammen med de tilsvarende antipartikler af antihydrogen? fysikere fremstiller antihydrogen selv ved denne lave temperatur. udstilling

Et andet eksperiment, der er planlagt med antihydrogen, er den generelle relativitetstest. Man vil vide, om antihydrogenatomer falder lige så hurtigt som brintatomer under påvirkning af tyngdekraften. Med individuelle elementære partikler, såsom elektroner eller positroner, er en sådan test vanskelig at udføre, fordi disse partikler afbøjes af de mindste elektromagnetiske felter på grund af deres elektriske ladning. På den anden side er (anti) hydrogenatom neutralt over for disse felter.

Axel Tilleman

© science.de

Anbefalet Redaktørens Valg