Er is weinig in het universum dat zo fascinerend is als antimaterie. Deze ongrijpbare substantie is een spiegelbeeld van gewone materie, met omgekeerde elektrische lading, en staat aan de basis van enkele van de meest complexe vragen in de natuurkunde. Waarom bestaat het heelal bijna volledig uit materie, terwijl de oerknal evenveel materie als antimaterie zou hebben voortgebracht? Wat is er gebeurd met alle antimaterie? Deze vragen houden wetenschappers al tientallen jaren bezig, maar recente doorbraken van de Europese Organisatie voor Kernonderzoek (CERN) brengen ons dichter bij de antwoorden.
De Britse natuurkundige Paul Dirac kwam in 1928 voor het eerst met het bestaan van antimaterie. Hij suggereerde dat er voor elk deeltje een overeenkomstig antideeltje bestaat, dat in alle opzichten identiek is, maar een tegengestelde lading heeft. Het positron, of ‘antielectron’, was het eerste bewijs van deze theorie. Het concept van antimaterie opende de mogelijkheid van hele sterrenstelsels en universa die uit deze substantie bestonden. Wanneer materie en antimaterie elkaar echter ontmoeten, vernietigen ze elkaar, waarbij hun massa wordt omgezet in energie en er maar heel weinig antimaterie overblijft in het waarneembare universum.
Antimaterie en zwaartekracht
In een baanbrekende reeks experimenten hebben onderzoekers van CERN een belangrijke ontdekking gedaan: antimaterie valt naar beneden, net als materie. Deze bevinding, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, weerlegt het bestaan van antizwaartekracht. Dit concept is voorgesteld als een mogelijke verklaring voor de ruimtelijke scheiding van materie en antimaterie, maar is tot nu toe niet bewezen. Door een stabiele vorm van antimaterie in het lab te creëren, ontdekten onderzoekers dat antimaterie op dezelfde manier op zwaartekracht reageert als materie.
Antihydrogeen
Bij het experiment werden antihydrogeenatomen gemaakt en opgesloten in een 25 cm lange magnetische fles. Nauwkeurige metingen toonden aan dat de antimaterieatomen naar de bodem van de fles vielen als gevolg van zwaartekracht. Dit werd verder bevestigd door het ALPHA-experiment bij CERN, waar antimaterie werd opgesloten in een vacuümkamer en losgelaten om de val onder zwaartekracht te observeren. Het resultaat was ondubbelzinnig: antimaterie viel naar beneden, wat Einsteins algemene relativiteitstheorie ondersteunt.
What’s next?
De ontdekking dat antimaterie net als gewone materie reageert op zwaartekracht opent de deur naar nieuwe experimenten en theorieën. Het CERN-team is van plan om hun experiment te verbeteren om te onderzoeken of er een klein verschil is in de snelheid waarmee antimaterie valt vergeleken met materie. Eventuele verschillen zouden kunnen helpen verklaren waarom het universum voornamelijk uit materie bestaat, ondanks dat er gelijke hoeveelheden materie en antimaterie werden verwacht bij de oerknal. Dit is een belangrijke stap voorwaarts in ons begrip van het heelal en brengt ons dichter bij de oplossing van het mysterie van de overheersing van materie in het heelal.
