Antimaterie verlaat voor het eerst fabriek en maakt ritje in een vrachtwagen

Het Europese onderzoekcentrum voor deeltjesfysica, CERN, is natuurlijk bekend om zijn grote versneller LHC, waarin in 2012 het langgezochte Higgsdeeltje werd ontdekt. Maar op de site bij Genève staat veel meer onderzoeksinfrastructuur. Een heel bijzondere faciliteit is de ‘antimateriefabriek’. Daarin wordt inderdaad antimaterie gemaakt en onderzocht. Antimaterie is de tegenpool van gewone materie: de deeltjes hebben dezelfde massa en lading, met dat verschil dat die lading een tegengesteld teken heeft. Zo heeft het positief geladen proton als antideeltje het negatief geladen antiproton. Treffen beide elkaar, dan lossen ze op – ze ‘annihileren’ in een energieflits.

Gelukkig voor ons is er meer materie dan antimaterie in het universum (anders zou dat leeg zijn). Maar fysici bezorgt dat toch kopzorgen, want hun theorieën schrijven voor dat er bij de oerknal evenveel materie als antimaterie zou moeten gevormd zijn geweest. Quod non, al weten ze nog niet waarom. Om die fundamentele vraag te kunnen beantwoorden, wordt er dus in CERN antimaterie-onderzoek gedaan.

Maar ook elders willen natuurkundigen graag met antimaterie experimenteren. Zou CERN dan zo vriendelijk willen zijn om hen wat antimaterie te bezorgen? Dat wil het zeker, alleen is de bezorging voorlopig nog een probleem. Antimaterie is bijzonder moeilijk te transporteren, het annihileert immers als het in contact komt met gewone materie. Toch zijn ze daar in het onderzoekscentrum nu in geslaagd. In het kader van een test heeft een verzameling antiprotonen dinsdag de antimateriefabriek verlaten. In een vrachtwagen werden ze vier uur lang rondgereden op de site van CERN, om uiteindelijk weer naar de fabriek terug te keren. Alle 92 antiprotonen zouden de rit overleefd hebben. Het antimaterietransport is een primeur.

Elektromagnetische ‘val’

De antiprotonen werden vervoerd in een elektromagnetische ‘val’: met elektrische en magnetische velden werden ze in een vacuümkast gevangen gehouden. De val, aangedreven door een supergeleidende magneet, die op zijn beurt werd gekoeld met vloeibaar helium, is de kern van een 1000 kilo zware installatie die weliswaar klein genoeg was om in een vrachtwagen te worden geladen. Door de beperkte koeltijd moest de antimaterie na vier uur terug binnen in de fabriek zijn.

De fysici willen de antimaterieval nog verder verbeteren, zodat er straks over langere tijden en afstanden kan worden getransporteerd. Over enkele jaren hopen ze met een vrachtwagen helemaal naar Düsseldorf te kunnen rijden – een rit van zo’n acht uur (zonder file). Daar bevindt zich een fysicalabo dat speciale apparatuur heeft om antimaterie heel gedetailleerd te onderzoeken, die de antimateriefabriek zelf niet heeft.