Forskerne ved Asacusa-eksperimentet ved Cern i Geneve har som de første i verden produceret et beam af antihydrogen-atomer. De oplyser, at det er et afgørende skridt på vejen til at kunne lave ultrapræcise spektroskopiske målinger af antihydrogen.
Sådanne målinger kan afgøre om spektrene for hydrogen og antihydrogen er identiske, som det er forudsagt af teorien, eller om der findes en lille forskel, som kan være med til at forklare, hvorfor stjerner og galakser i universet udelukkende er opbygget af stof – selv om der blev dannet lige meget stof og antistof ved Big Bang.
Denne problemstilling kaldes normalt for mysteriet om det forsvundne antistof.
Asacusa står for Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons, det er et japansk ledet konsortium ved Cern med deltagelse af forskere fra flere europæiske lande, herunder Aarhus Universitet.
Der har dog ikke været danske forskere involveret i det aktuelle eksperiment, som rapporteres i en videnskabelig artikel i Nature Communications.
Helt præcist er det lykkedes for forskerne at detektere 80 antihydrogenatomer 2,7 meter borte fra det sted, hvor antihydrogen er dannet, ved at antiprotoner fra Cerns acceleratoranlæg først er nedbremset til lav hastighed, hvorefter de er ført sammen med positroner, og der derved er dannet neutrale atomer af antihydrogen.
Yasunori Yamazaki fra forskningscenteret Riken i Japan, oplyser, at eksperimenterne startes op på ny til sommer med et forbedret system, hvor man vil søge at optimere intensiteten og den kinetiske energi, så man kan komme i gang med de egentlige målinger af antihydrogen
Konkurrenter i samme hal
Asacusa-konsortiet udfører sine eksperimenter i samme hal ved Cern som bl.a. Alpha-konsortiet, der ledes af Jeffrey Hangst fra Aarhus Universitet.
Alpha-konsortiet har fremlagt flere afgørende resultater inden for de seneste år.
Når antistof støder ind i almindeligt stof omdannes massen til energi i overensstemmelse med Einsteins ligning E = mc^2. Men for at man skal kunne udføre målinger på antihydrogen, skal det kunne holdes i live et passende stykke tid. Det er svært for elektriske neutrale atomer (og antiatomer), som udelukkende kan styres med magnetfelter, hvis de som hydrogen og antihydrogen har et magnetisk moment.
Det er lykkedes for Alpha-konsortiet at holde antihydrogen svævende uden kontakt til andet materiale i mere end 15 minutter – lang tid nok til at det burde være muligt at lave spektroskopiske målinger.
Alpha-konsortiet har desuden for et år siden fremlagt de første observationer af, om antihydrogen falder op eller ned i et tyngdefelt. Målingerne var ikke nøjagtige nok til at afgøre sagen, men forskerne beskrev, at der deres metode i princippet kunne videreudvikles hertil.
Et dedikeret eksperimentet AEgIS (Antihydrogen Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy) ved Cern har nu til hensigt at lave en mere nøjagtig måling af, hvordan antihydrogen opfører sig i et tyngdefelt.
Under et besøg ved Cern i juni 2013 oplyste Jeffrey Hangst til Ingeniøren, at de fleste fysikere mener, at antistof som antihydrogen falder samme vej som almindeligt stof, men så længe der ikke er en eksperimentel eftervisning heraf, kan sagen ikke siges at være afklaret.
Leave a Reply