Natuurkundigen hebben belangrijke metingen gedaan aan antiatomen en geconstateerd dat ze zich precies zo gedragen als gewone atomen.
Dit resultaat betekent dat we niet dichter zijn gekomen bij het antwoord op de vraag waarom we wonen in een heelal dat alleen van materie is gemaakt – of waarom er überhaupt iets is in plaats van niets.
Klein verschil
Antideeltjes zijn hetzelfde als gewone deeltjes, maar met een tegengestelde elektrische lading. Als een deeltje en een antideeltje elkaar tegenkomen, vernietigen ze elkaar in een flits van licht en energie.
Het probleem is dat het standaardmodel, de uitgebreid geteste theorie die deeltjes en hun interacties beschrijft, voorspelt dat materie en antimaterie ten tijde van de oerknal in gelijke hoeveelheden werden gecreëerd. Daardoor zouden beide kort daarna verdwenen moeten zijn in een orgie van annihilatie.
Dit heeft geleid tot het idee dat er een klein verschil moet zitten tussen de eigenschappen van materie en antimaterie. Dat verschil zou er dan voor hebben gezorgd dat een klein beetje materie overleefde, om daarna het heelal van sterren en sterrenstelsels te vormen waar we nu in wonen. We hebben tot dusver echter maar weinig bewijs voor zo’n verschil gevonden.
Fluctuaties in het vacuüm
Nu heeft het samenwerkingsverband ALPHA op het deeltjeslab CERN bij Genève een eigenschap van antiwaterstofatomen gemeten die bekendstaat als de lambverschuiving of Lamb shift. Dat verschijnsel wordt veroorzaakt door fluctuaties in het quantumvacuüm dat de gehele ruimte zou vullen.
Antiwaterstofatomen bestaan uit een positief geladen elektron, ook wel positron, dat om een antiproton cirkelt. De lambverschuiving bleek hetzelfde te zijn voor waterstofatomen en antiwaterstofatomen, zo schrijven de onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
Stap voorwaarts
Het is te vroeg om te concluderen dat de lambverschuiving geen rol speelt bij de oplossing van het antimateriemysterie. De resultaten zijn maar accuraat tot één cijfer achter de komma. Het is dus mogelijk dat toekomstig onderzoek wel subtiele verschillen tussen de lambverschuiving van atomen en antiatomen vindt.
‘Deze meting is zeker een belangrijke stap voorwaarts’, zegt deeltjesfysicus Chloé Malbrunot. Zij werkt voor het concurrerende experiment ASACUSA, dat zich ook op CERN bevindt.
