Antiwaterstof in de magneetval

Het is de natuurkundigen van het Europese onderzoekscentrum CERN in Zwitserland gelukt antiwaterstof te maken en vast te houden. En al zijn het slechts 38 antiatomen, die maar 172 milliseconden vastzaten, het is toch een sensatie, want antiatomen zijn zeer lastig te bedwingen: ze verdwijnen in de fractie van de seconde waarin ze in contact komen met gewone materie.

Als de antimaterie onder controle is, kunnen onderzoekers het gedrag ervan bestuderen. Ze willen antiwaterstof met gewone waterstof vergelijken om te zien of atomen en antiatomen verschillend reageren met fotonen. ‘Als we verschillen vinden tussen waterstof en antiwaterstof, dan is er in het standaardmodel iets over het hoofd gezien voor wat betreft de manier waarop het heelal in elkaar zit,’ zegt Jeffrey Hangst, leider van het CERN-experiment en docent natuurkunde aan de Deense universiteit van Aarhus.

Natuur kiest voor materie

De uitkomst kan de natuurkundigen helpen te begrijpen waarom alles bestaat uit materie en er in de natuur vrijwel geen antimaterie valt waar te nemen. Dat is een raadsel; eigenlijk zou er net zoveel materie als antimaterie moeten zijn. Maar kennelijk kiest de natuur voor materie en niet voor antimaterie.

‘Die asymmetrie kunnen we niet verklaren,’ aldus Hangst. ‘Er zijn geen modellen die ons op een spoor zetten, zodat we iets kunnen testen om te zien wat er gebeurt. We zoeken naar nieuwe natuurkunde – dingen waar nog niemand aan dacht.’

Antiwaterstof is het eenvoudigste anti­atoom. Een waterstofatoom is een elektron met een proton; antiwaterstof is een positron – het antideeltje van het elektron – met een antiproton.

Positronen worden uitgezonden bij sommige vormen van radioactief verval, en antiprotonen kunnen ontstaan als protonen energie krijgen toegevoegd in een deeltjesversneller en dan op metaal botsen. Het maken van antiprotonen en positronen is gesneden koek, maar het is lastig ze te combineren tot antiwaterstof en de antiatomen vast te houden.