Miljarden met hoge snelheid op elkaar knallende goudkernen hebben geresulteerd in 16 deeltjes antihyperwaterstof-4, een zeer exotische en zware vorm van antimaterie.
Onze verzameling antimaterie is net weer wat zwaarder geworden. Onderzoekers hebben de zwaarste antimaterieversie van een atoomkern tot nu toe vastgelegd: antihyperwaterstof-4.
’We dachten niet dat het 100 procent zeker was dat we het zouden vinden, we wisten alleen dat we een kans hadden’, zegt natuurkundige Hao Qiu van het Institute of Modern Physics in China. Samen met zijn collega’s heeft hij het nieuwe type antimaterie voor heel even gemaakt in een experiment in de Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) van Brookhaven National Laboratory in New York. Ze publiceerden de resultaten in Nature.
Nobelprijswinnaar Anne L’Huillier: 'Het duurde 14 jaar voordat ons idee slaagde'
We spraken Nobelprijswinnaar Anne L’Huillier over haar grootste ontdekking en over haar huidige werk.
RHIC kan zware atoomkernen zoals goud versnellen tot 99,996 procent van de lichtsnelheid, en ze vervolgens tegen elkaar laten botsen om een extreem hete deeltjessoep te creëren, wat ongebruikelijke combinaties van materie en antimaterie mogelijk maakt. Onder de ongeveer 6 miljard botsingen in het nieuwe experiment was de mix van deeltjes en antideeltjes precies goed om 16 keer antihyperwaterstof-4 te vormen. Dat bleef telkens slechts ongeveer 100 biljoenste van een seconde stabiel.
Antihyperon
Deze specifieke vorm van antimaterie bestaat uit een antiproton en twee antineutronen – antimaterieversies van de protonen en neutronen in de kern van een standaardatoom – plus een antihyperon, een bijzonder antimateriedeeltje. Het is de antimaterie-tegenhanger van het hyperon, een deeltje dat ten minste één zeldzaam en zwaar strange-quark bevat. Dankzij deze componenten wordt het nieuwe deeltje beschouwd als een zeer exotische antimaterie-hypernucleus, de zwaarste die tot nu toe is gemaakt.
’Ik vind het indrukwekkend dat je deze extreem zeldzame gebeurtenissen eruit kunt pikken en dingen van antimaterie kunt zien, die moeten bestaan, maar die heel, heel moeilijk te maken zijn in een wereld die gedomineerd wordt door materie’, zegt natuurkundige Thomas Cohen van de Universiteit van Maryland. ’Het is eigenlijk anti-alchemie.’
Open vraag
Naast de bevestiging dat antihyperwaterstof-4 bestaat en gemaakt kan worden, maakt het nieuwe experiment deel uit van een langlopende missie om de verschillen tussen materie en antimaterie te begrijpen, zegt Qiu. Onze beste theorieën over het universum suggereren dat het in zijn vroegste stadia gevuld was met gelijke hoeveelheden materie en antimaterie, die elkaar zouden moeten hebben vernietigd tot niets. Waarom dit niet gebeurde, blijft een open vraag – en het bestuderen van elk nieuw antimateriedeeltje kan ons dichter bij het antwoord brengen, zegt Qiu.
