CERN Accelerating science

Geneva, 4. januar 1996. I september 1995 lykkedes det for første gang professor Walter Oelert og et internationalt hold fra Jülich IKP-KFA, universitetet i Erlangen-Nuernberg, GSI Darmstadt og universitetet i Genova at syntetisere atomer af antimaterie ud fra de antipartikler, der indgår i dem. Ni af disse atomer blev fremstillet ved kollisioner mellem antiprotoner og xenonatomer over en periode på tre uger. Hvert af dem eksisterede i ca. 40 milliardedele af et sekund, rejste med næsten lysets hastighed over en bane på ti meter og blev derefter tilintetgjort med almindeligt stof. Annihilationen producerede det signal, der viste, at antiatomerne var blevet skabt.

Ordinære atomer består af et antal elektroner i kredsløb omkring en atomkerne. Brintatomet er det enkleste atom af alle; dets kerne består af en proton, om hvilken en enkelt elektron cirkulerer. Opskriften på antibrint er meget enkel – man tager en antiproton, bringer en anti-elektron op og sætter sidstnævnte i kredsløb om førstnævnte – men den er meget vanskelig at udføre, da antipartikler ikke findes naturligt på jorden. De kan kun skabes i laboratoriet. Eksperimentatorerne hvirvlede tidligere skabte antiprotoner rundt i CERN1 Low Energy Antiproton Ring (LEAR) og lod dem passere gennem en xenongasstråle hver gang de gik rundt – ca. 3 millioner gange hvert sekund. (se skemaet for eksperimentet) Meget lejlighedsvis omdannede en antiproton en lille del af sin egen energi til en elektron og en anti-elektron, normalt kaldet en positron, mens den passerede gennem et xenonatom. I endnu sjældnere tilfælde var positronens hastighed tilstrækkelig tæt på antiprotonens hastighed til, at de to partikler blev forenet – og skabte et atom af antibrint (se skema over princippet) .

Tre fjerdedele af vores univers består af brint, og meget af det, vi har lært om det, er blevet fundet ved at studere almindelig brint. Hvis antibrintens opførsel afviger bare i den mindste detalje fra den almindelige brint, vil fysikerne være nødt til at genoverveje eller opgive mange af de etablerede idéer om symmetrien mellem stof og antimaterie. Newtons historiske arbejde om tyngdekraften blev angiveligt foranlediget af at se et æble falde ned på jorden, men ville et “anti-æble” falde på samme måde? Man mener, at antimaterie “virker” under tyngdekraften på samme måde som materie, men hvis naturen har valgt noget andet, må vi finde ud af hvordan og hvorfor.

Det næste skridt er at undersøge, om antibrint faktisk “virker” lige så godt som almindelig brint. Sammenligninger kan foretages med en enorm nøjagtighed, helt op til en del på en million billioner, og selv en asymmetri på denne lille skala ville have enorme konsekvenser for vores forståelse af universet. Hvis man vil undersøge, om der er tale om en sådan asymmetri, vil det betyde, at man skal holde antiatomerne i ro i sekunder, minutter, dage eller uger. De teknikker, der er nødvendige for at lagre antimaterie, er under intensiv udvikling på CERN. Der planlægges i øjeblikket nye eksperimenter med henblik på at indfange antimaterie i elektriske og magnetiske flasker eller fælder, der gør det muligt at foretage analyser med høj præcision.

Den første skabelse af antimaterieatomer nogensinde på CERN har åbnet døren til en systematisk udforskning af antiverdenen.

1. CERN, det europæiske laboratorium for partikelfysik, har sit hovedkvarter i Genève. I øjeblikket er dets medlemsstater Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Grækenland, Grækenland, Italien, Nederlandene, Norge, Polen, Portugal, Slovakiet, Spanien, Sverige, Schweiz, Tjekkiet, Tyskland, Ungarn, Østrig, Spanien, Sverige, Schweiz og Det Forenede Kongerige. Israel, Japan, Den Russiske Føderation, Tyrkiet, Europa-Kommissionen og Unesco har observatørstatus.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.