CERN-wetenschappers zijn erin geslaagd om antiwaterstofatomen langer dan ooit te laten bestaan in het lab… 170 milliseconden.
Een antiwaterstofatoom is een atoom dat bestaat uit een antiproton en een anti-elektron, zoals een gewoon waterstofatoom bestaat uit een proton en een elektron. In 1995 werden de eerste antiwaterstofatomen gemaakt op het Europese deeltjeslab CERN, in 2002 werden ze voor het eerst in grote hoeveelheden geproduceerd.
Probleem was alleen dat die atomen geen lang leven beschoren was: antimaterie verdwijnt namelijk zo gauw het in contact komt met materie, en dus zo gauw het botst met de wanden van de houder waar het zich in bevindt. En omdat antiwaterstof netto geen elektrische lading heeft (de ladingen van het antiproton en het anti-elektron compenseren elkaar), werken de gebruikelijke vallen voor antimaterie er niet op. Die laten namelijk de antideeltjes in het midden van de houder zweven door middel van velden die alleen grip hebben op deeltjes met een lading, zoals (losse) anti-elektronen.
Toch is het CERN-wetenschappers nu gelukt om antiwaterstof een tijdje in leven te houden. Ze maken daarbij gebruik van het feit dat een dergelijk atoom weliswaar geen lading, maar wel subtiele magnetische eigenschappen heeft. Met een achtpolige magneet wisten ze een veld te creëren dat het sterkst was aan de rand van de houder, waardoor de deeltjes naar het midden toe neigden. En daar bleven ze dus zo’n 170 milliseconden lang bestaan, wat volgens CERN “meer dan genoeg is om ze te kunnen bestuderen.”
Bij dat bestuderen gaat het met name om het vergelijken van antiatomen met atomen die uit gewone materie bestaan. Ondergaan die bijvoorbeeld op dezelfde manier elektromagnetische krachten? Volgens de huidige natuurkundige theorieën zou dat zo moeten zijn, maar wie weet…
Oh ja, en voor de liefhebbers van Angels & Demons, a.k.a. Het Bernini mysterie: ja, deze mijlpaal maakt één bezwaar tegen het bouwen van een antimateriebom minder nijpend. Maar ja, we hebben het hier vooralsnog wel over een experiment waarbij één antiatoom per keer wordt vastgehouden; de hoeveelheid energie die daaruit te halen is (bijvoorbeeld om iets op te blazen), is miniem. Daarnaast is 170 milliseconden wel erg weinig tijd om een houdertje met antimaterie van Genève naar het Vaticaan te brengen…
Bronnen: Nature News, CERN
Beeld: Niels Madsen ALPHA/Swansea