In een Amerikaanse deeltjesversneller zijn antihelium-4-kernen gemaakt; de zwaarste antideeltjes ooit waargenomen.
De Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) is een deeltjesversneller in de staat New York die kernen van goudatomen op elkaar laat botsen met extreem hoge snelheden. Deze botsingen hebben nu achttien exemplaren van een nog nooit eerder waargenomen deeltje opgeleverd, melden natuurkundigen in de nieuwste editie van het tijdschrift Nature: de ‘antimaterievariant’ van de kern van het helium-4-atoom.
Antimaterie werd in 1928 bedacht door de Britse natuurkundige Paul Dirac; vier jaar later nam de Amerikaan Carl Anderson het antideeltje corresponderend met het elektron daadwerkelijk waar. In 1955 volgden de ontdekkingen van het antiproton en het antineutron – de antiversies van de deeltjes waar atoomkernen uit bestaan.
Deeltjes die uit antiprotonen, antineutronen en dergelijke zijn opgebouwd, kwamen bij natuurkundige experimenten in de decennia daarna aan het licht. In 1965 werd antideuterium ontdekt (één antiproton en één antineutron), in 1970 antihelium-3 (twee antiprotonen, één antineutron) en in 1974 antitritium (één antiproton, twee antineutronen). Vorig jaar produceerde de RHIC de zwaarste antiatoomkern tot nu toe: een exotisch deeltje bestaand uit een antiproton, een antineutron en een antilambdadeeltje. Nu heeft de machine dat record alweer verbroken door antihelium-4 te maken, een deeltje dat bestaat uit twee antiprotonen en twee antineutronen.
Volgens de onderzoekers zijn hun resultaten onder meer van belang voor de Alpha Magnetic Spectrometer. Deze module wordt met de eerstvolgende (en voorlaatste) spaceshuttlevlucht naar het internationale ruimtestation ISS gebracht, onder meer om op zoek te gaan naar antihelium.
Verder verwacht het RHIC-team dat hun record van ‘zwaarste stabiele antimateriekern’ in de nabije toekomst niet zal worden gebroken. Tenminste, zolang er geen radicaal nieuwe methodes worden gerealiseerd om antimaterie te produceren en er geen grote doorbraken plaatsvinden op het gebied van deeltjesversnellers. Wat dan weer klinkt als een mooie uitdaging voor deeltjesfysici wereldwijd.
Meer achtergrondinformatie over antideeltjes? Zie het artikel ‘De waarheid over antimaterie’, KIJK 5/2009.
Bronnen: Nature, Universiteit van Utrecht
Beeld: Brookhaven National Lab