Genève, 4 januari 1996. I september 1995 lyckades professor Walter Oelert och en internationell grupp från Jülich IKP-KFA, universitetet i Erlangen-Nuernberg, GSI Darmstadt och universitetet i Genua för första gången syntetisera atomer av antimateria från de ingående antipartiklarna. Nio av dessa atomer framställdes i kollisioner mellan antiprotoner och xenonatomer under en treveckorsperiod. Var och en av dem existerade i ungefär fyrtio miljarddels sekunder, färdades med nästan ljusets hastighet över en tio meter lång sträcka och förintades sedan med vanlig materia. Förintelsen gav upphov till den signal som visade att antiatomerna hade skapats.
Ordinära atomer består av ett antal elektroner i omloppsbana runt en atomkärna. Väteatomen är den enklaste atomen av alla; dess kärna består av en proton, kring vilken en enda elektron cirkulerar. Receptet för antiväte är mycket enkelt – ta en antiproton, ta upp en antielektron och placera den senare i en omloppsbana runt den förra – men det är mycket svårt att genomföra eftersom antipartiklar inte existerar naturligt på jorden. De kan bara skapas i laboratoriet. Experimenterarna virvlade tidigare skapade antiprotoner runt CERN1 Low Energy Antiproton Ring (LEAR) och lät dem passera genom en xenongasstråle varje gång de gick runt – cirka 3 miljoner gånger per sekund. (Se schemat för experimentet) Mycket sällan omvandlade en antiproton en liten del av sin egen energi till en elektron och en antielektron, vanligen kallad positron, när den passerade genom en xenonatom. I ännu mer sällsynta fall var positronens hastighet tillräckligt nära antiprotonens hastighet för att de två partiklarna skulle förenas – och skapa en atom av antiväte (se principens schema) .
Tre fjärdedelar av vårt universum består av väte och mycket av det vi har lärt oss om det har vi funnit genom att studera vanligt väte. Om beteendet hos antiväte skiljer sig ens i minsta detalj från vanligt väte skulle fysikerna tvingas ompröva eller överge många av de etablerade idéerna om symmetrin mellan materia och antimateria. Newtons historiska arbete om gravitationen ska ha kommit till stånd efter att ha sett ett äpple falla till jorden, men skulle ett ”antiäpple” falla på samma sätt? Man tror att antimateria ”fungerar” under gravitationen på samma sätt som materia, men om naturen har valt något annat måste vi ta reda på hur och varför.
Nästa steg är att kontrollera om antiväte verkligen ”fungerar” lika bra som vanlig väte. Jämförelser kan göras med enorm noggrannhet, så hög som en del på en miljon triljoner, och även en asymmetri på denna lilla skala skulle få enorma konsekvenser för vår förståelse av universum. För att kontrollera om det finns en sådan asymmetri måste man hålla antiatomerna stilla i sekunder, minuter, dagar eller veckor. Den teknik som behövs för att lagra antimateria håller på att utvecklas intensivt vid CERN. Nya experiment planeras för närvarande för att fånga antimateria i elektriska och magnetiska flaskor eller fällor som möjliggör högprecisionsanalyser.
Den första skapelsen någonsin av atomer av antimateria vid CERN har öppnat dörren för en systematisk utforskning av antivärlden.
1. CERN, det europeiska laboratoriet för partikelfysik, har sitt huvudkontor i Genève. För närvarande är dess medlemsstater Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Grekland, Italien, Nederländerna, Norge, Polen, Portugal, Slovakien, Spanien, Sverige, Schweiz, Tjeckien, Tyskland, Ungern, Österrike och Storbritannien. Israel, Japan, Ryska federationen, Turkiet, Europeiska kommissionen och Unesco har observatörsstatus.