Vi lever i et univers laget av materie. Fysikere vil vite hvorfor saken har erstattet den antimaterielle tvillingen, og denne uken kom ALPHA-samarbeidet på CERN et skritt nærmere å avdekke mysteriet.
ALPHA, et internasjonalt samarbeidseksperiment etablert i 2005, ble designet for å felle og måle antihydrogenpartikler med et spesialdesignet eksperiment. Det plukker opp der den antimaterisøkende forgjengeren, Athena, slapp. Fokuset er på antihydrogen fordi hydrogen er det mest utbredte elementet i universet og strukturen er ekstremt godt kjent for forskere.
Hvert hydrogenatom har ett elektron som går i bane rundt kjernen. Å skyte lys på atomene begeistrer elektronet og får det til å hoppe inn i en bane lenger bort fra kjernen før det slapper av og vender tilbake til sitt hvilende bane som sender ut lys i prosessen. Frekvensfordelingen av dette utsendte lyset er kjent; den er nøyaktig målt, og i vårt univers laget av materie, er den unik for hydrogen.
Grunnleggende fysikk dikterer at hydrogens antimaterielle tvilling, antihydrogen, skal være like gjenkjennelig ved å ha et identisk spekter. Det vil si hvis alt vi vet om partikkelfysikk stemmer. Å fange og måle antihydrogen-spekteret er hovedmålet for ALPHA-gruppen.
ALPHA har tatt de første beskjedne målingene av antihydrogen. I ALPHA-apparatet blir antihydrogen fanget av et arrangement av magneter som påvirker atomenes magnetfelt. Mikrobølger som er innstilt på en spesifikk frekvens rettet mot disse antihydrogenatomene, vipper deres magnetiske orientering og frigjør dem. Den frigjorte antihydrogen møter hydrogen når den slipper ut og de to utsletter hverandre, og etterlater et velkjent mønster i partikkeldetektorer som omgir apparatet.
Apparatet fanget bevis på at elektronhoppene går i et antihydrogenatom etter at mikrobølgestråling endret sin indre tilstand. Resultatet viser videre gyldigheten av ALPHAs tilnærming, og viser at apparatet har nok kontroll og følsomhet til å utføre eksperimentet det ble designet for. I fremtiden vil ALPHA fokusere på å forbedre presisjonen til mikrobølgemålingene sine for å avdekke antihydrogen-spekteret ved hjelp av lasere.
De spennende resultatene var vanskelig å få tak i da antihydrogen ikke eksisterer i naturen. Den er laget i ALPHA-apparatet fra antiprotoner som er laget i Antiproton Decelerator og positroner fra en radioaktiv kilde. Og det må ha et lavt energinivå til å holde seg fanget for målinger. Men det fungerer, og det kan bare gi fysikere nøkkelen de trenger for å forstå mysteriet i det tidlige universet.
Kilde: CERN
