Een enkel antimateriedeeltje zat maandenlang in de val

In dit artikel:

Natuurkundigen onder leiding van Gerald Gabrielse van de Northwestern-universiteit in de Verenigde Staten hebben voor het eerst een positron maandenlang gevangen weten te houden. Een positron is de antimaterieversie van een elektron: het heeft dezelfde massa, maar een tegengestelde elektrische lading. Positronen verdwijnen normaal vrijwel onmiddellijk wanneer ze met elektronen botsen, waardoor nauwkeurige metingen moeilijk zijn.

De onderzoekers maakten de deeltjes vrij uit radioactief natrium en remden ze eerst af in een speciale koelkast en met een wolfraamkristal. In een gekoelde kamer zonder andere deeltjes hielden sterke magneetvelden een positron gevangen als onzichtbare wanden. Door het deeltje met radiogolven te beïnvloeden, konden ze bovendien een zogenoemde quantumsprong tussen twee energietoestanden waarnemen.

Nu het positron stabiel kan worden bewaard, willen de onderzoekers zijn magnetisch moment uiterst precies meten. Die eigenschap beschrijft hoe het deeltje op magneetvelden reageert. Volgens de huidige theorie moeten het magnetisch moment van het positron en dat van het elektron exact gelijk zijn. Een verschil zou erop kunnen wijzen dat materie en antimaterie toch niet volledig identiek zijn.

Dat is belangrijk voor een groot kosmologisch vraagstuk. Tijdens de oerknal zouden materie en antimaterie volgens de theorie in gelijke hoeveelheden zijn ontstaan en elkaar volledig moeten hebben vernietigd. Omdat het heelal juist grotendeels uit materie bestaat, zoeken wetenschappers naar een verklaring voor die asymmetrie. Het team verwacht binnen een jaar duidelijk te kunnen maken of het magnetisch moment daarbij een rol speelt.