Unika första studier av antimateriens inre

På bilden: Svante Jonsell

Forskare har för första gången gjort mätningar av antiatomers inre struktur. Tidsskriften Nature publicerar i dag resultaten av de unika studierna. Jämförelser mellan antiatomer och vanliga atomer kan ge ledtrådar till varför vi bara kan se vanlig materia i universum. Resultaten kommer från ett internationellt samarbete där forskare vid Stockholms universitet deltar.

Vår vanliga materia är uppbyggd av atomer och molekyler, som i sin tur består av mindre partiklar. För varje partikel finns också en spegelbild, en antipartikel.

– Så vitt vi vet är antimaterien likadan som vanlig materia förutom att dess elektriska laddning är motsatt. Ändå finns det en uppenbar skillnad – hela världen runt omkring oss är uppbyggd enbart av vanlig materia. Varför det är så vet vi inte än. Kanske är spegelbilden inte helt perfekt? säger Svante Jonsell vid Stockholms Universitet som är en av forskarna som varit med och forskat fram resultaten. Svante Jonsell ingår i den internationella forskargruppen ALPHA som är verksam vid CERN, The European Organization for Nuclear Research.

För att leta efter någon liten spricka i spegelbilden har forskarna i ALPHA skapat antiatomer och sedan fångat dem i en atomfälla. Forskarna lyckades sedan ta nästa steg och hålla kvar antiatomerna i hela 1000 sekunder. Därmed kunde de äntligen börja studera deras egenskaper. Forskarna har nu nått sitt nästa mål, att visa att atomerna reagerar på rätt sorts mikrovågor.

– Precis som strålningen in en mikrovågsugn är inställda på exakt rätt frekvens för att värma vatten, så finns det en viss frekvens som får väteatomer att sparkas ut ur en magnetisk atomfälla, säger Svante Jonsell. Vad vi visat är att antiväte-atomer sparkas ut vid samma frekvens som vanliga väteatomer. Då vi ställer in mikrovågorna på en annan frekvens, eller inte har några mikrovågor alls, stannar antiatomerna kvar i fällan. Det visar att atomer och antiatomer reagerar likadant på mikrovågor.

Arbetet fortsätter med att göra mer noggranna mätningar, vilket kräver fler antiatomer än de enstaka åt gången som kan fångas nu. Andra egenskaper hos antiatomer kommer också att studeras, till exempel hur de reagerar på laserljus och om tyngdkraften får dem att falla på samma sätt som vanliga atomer.

Länkar
Om artikeln från nov. 2011 om de första fångade antiatomerna: http://www.su.se/om-oss/press-media-nyheter/pressrum/antimateria-fangad-med-svensk-medverkan-1.7517

Om artikeln i Nature Physics maj 2011 om antiatomer i 1000 sekunder: http://www.mynewsdesk.com/se/pressroom/su/pressrelease/view/anti-atomer-faangade-i-1000-sekunder-645617

Bild på Svante Jonsell: http://www.atom.physto.se/~jonsell/Svante3.jpg

Fakta
ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus) är ett samarbete mellan 15 institut i 8 länder, med syfte att skapa, fånga och studera antiväte. ALPHA startades år 2005 som en efterföljare till ATHENA-experimentet, där antiatomer i stora mängder skapades för första gången år 2002. Experimentet ligger vid det europeiska partikelfysiklaboratoriet CERN och använder antipartiklar från dess Antiproton Declerator (AD). Det svenska bidraget till ALPHA finansieras av Vetenskapsrådet.

Vidare upplysningar
Docent Svante Jonsell, Fysikum, Stockholms universitet Tel 08 - 5537 8625 Mobil 076 - 82 87 827
E-post jonsell@fysik.su.se