Wetenschappers zijn een stap dichter bij het begrip waarom er zo weinig antimaterie in het universum is, dankzij nieuwe aanwijzingen van de ALPHA-samenwerking bij CERN, het Europese Laboratorium voor Deeltjesfysica. De samenwerking publiceerde een artikel in het tijdschrift Nature waarin hun nieuwste bevindingen werden beschreven.

Antimaterie is het tegenovergestelde van materie, en wanneer de twee met elkaar in contact komen, vernietigen ze elkaar in een uitbarsting van energie. In het vroege heelal was er evenveel materie als antimaterie, maar op de een of andere manier ging materie domineren. Dit staat bekend als de materie-antimaterie-asymmetrie, en het is een van de grootste mysteries in de natuurkunde.

De ALPHA-samenwerking bestudeert antiwaterstof, de antimaterie-tegenhanger van waterstof. Antiwaterstof wordt gemaakt door positronen, de antimaterie-tegenhangers van elektronen, te combineren met antiprotonen. De ALPHA-samenwerking is erin geslaagd antiwaterstofatomen gedurende steeds langere perioden op te vangen en vast te houden, waardoor ze de eigenschappen van antimaterie in meer detail kunnen bestuderen.

Een van de nieuwste resultaten van de ALPHA-samenwerking is dat anti-waterstofatomen een magnetisch moment hebben dat enigszins verschilt van het magnetische moment van waterstofatomen. Dit verschil is erg klein, maar wel significant omdat het een fundamentele symmetrie van de natuur schendt die bekend staat als CPT-symmetrie. CPT-symmetrie stelt dat de wetten van de natuurkunde hetzelfde moeten zijn voor materie en antimaterie, en dat tijd en ruimte geen voorkeursrichting mogen hebben.

De schending van de CPT-symmetrie door anti-waterstofatomen zou een aanwijzing kunnen zijn voor de materie-antimaterie-asymmetrie. Als de wetten van de natuurkunde niet hetzelfde zijn voor materie en antimaterie, dan is het mogelijk dat er in het vroege heelal een kleine overmaat aan materie ten opzichte van antimaterie bestond. Deze overmaat aan materie zou in de loop van de tijd kunnen zijn gegroeid en uiteindelijk kunnen leiden tot de dominantie van de materie die we vandaag de dag zien.

De nieuwste resultaten van de ALPHA-samenwerking zijn een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van de materie-antimaterie-asymmetrie. Door antiwaterstof te blijven bestuderen, hoopt de samenwerking nog meer licht te werpen op dit fundamentele mysterie van de natuur.