Tweet

Nieuwe antimaterie en beter inzicht in heelal door oerknalproef /reageer

Natuurkundigen hebben voor het eerst de antimaterie van een heliumkern gemaakt. Dit zogenaamde antihelium-4 werd geïdentificeerd in het STAR-experiment met een Amerikaanse deeltjesversneller en is de zwaarste antimaterie die ooit is waargenomen.

Een internationaal samenwerkingsverband met onder andere de Universiteit Utrecht en Nikhef heeft deze resultaten op 24 april gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Antideeltje

Wetenschappers denken dat elk deeltje een antideeltje heeft. Antideeltjes zijn vrijwel identiek aan het bijbehorende deeltje, maar hebben een tegenovergestelde lading. Bij het samenkomen van deze beide deeltjes verdwijnt zowel het deeltje als het antideeltje en blijft alleen energie over.

Antideeltjes zoals antiprotonen en antineutronen zijn in een deeltjesversneller redelijk eenvoudig te maken. Het is echter moeilijk om ervoor te zorgen dat deze samenklonteren tot één atoomkern van antideeltjes. Tot nu toe is het voor atoomkernen alleen gelukt antideuterium en het instabiele antihelium-3 te maken.

Miljarden botsingen

De onderzoekers maakten de heliumantimaterie door kernen van goudatomen met hoge energie tegen elkaar te laten botsen in de Amerikaanse deeltjesversneller Relativistic Heavy Ion Collider. Uit de miljarden botsingen wisten de onderzoekers met dit STAR-experiment 18 atoomkernen van antihelium te identificeren, bestaande uit twee antiprotonen en twee antineutronen. Deze exotische deeltjes bleven bestaan totdat ze in nauw contact kwamen met gewone atoomkernen.

De botsingen in de deeltjesversneller lijken sterk op de omstandigheden vlak na de oerknal. Het maken van antihelium geeft natuurkundigen dan ook nieuwe aanwijzingen over de ontwikkeling van het heelal. “Uit dit onderzoek kunnen we voor het eerst experimenteel afleiden hoeveel antihelium we in het heelal kunnen verwachten”, aldus prof. Thomas Peitzmann van de Universiteit Utrecht en Nikhef en co-auteur van het artikel.

“Ons resultaat is daardoor belangrijk voor toekomstige metingen van satellieten aan antimaterie in de ruimte. Bij het recent begonnen experiment ALICE met de deeltjesversneller in Genève gaan we verder op zoek naar anti-atoomkernen, en hopen daar nog betere resultaten te boeken.”