Antideeltjes - subatomaire deeltjes die precies tegengestelde eigenschappen hebben aan die waaruit alledaagse materie bestaat - lijkt misschien een concept uit sciencefiction, maar ze zijn echt en de studie van materie-antimaterie interacties heeft belangrijke medische en technologische toepassingen. Marcos Barp en Felipe Arretche van de Universidade Federal de Santa Catarina, Brazilië heeft de interactie tussen eenvoudige moleculen en antideeltjes, bekend als positronen, gemodelleerd en ontdekte dat dit model goed overeenkwam met experimentele waarnemingen. Deze studie is gepubliceerd in Het European Physical Journal D.

Positronen, het antimaterie-equivalent van elektronen, zijn de eenvoudigste en meest voorkomende antideeltjes, en ze zijn al sinds de jaren dertig bekend en bestudeerd. Deeltjesversnellers genereren enorme hoeveelheden hoogenergetische positronen, en bij de meeste laboratoriumexperimenten moet deze energie worden teruggebracht tot een bepaalde waarde. Typisch, dit wordt bereikt door de positronen door een gas te leiden in een apparaat dat een buffergas-positronval wordt genoemd, dus verliezen ze energie door te botsen met de moleculen van het gas. Echter, we begrijpen de mechanismen van energieverlies op atomair niveau nog niet volledig, dus het is moeilijk om het resulterende energieverlies precies te voorspellen.

Een deel van deze energie gaat verloren als rotatie-energie, wanneer de positronen botsen met gasmoleculen en ze doen draaien. Barp en Arretche ontwikkelden een model om deze vorm van energieverlies te voorspellen wanneer positronen botsen met moleculen die vaak worden gebruikt in buffergas-positronvallen:het tetraëdrische koolstoftetrafluoride (CF ₄ ) en methaan (CH ₄ ), en het octaëdrische zwavelhexafluoride (SF ₆ ). Ze ontdekten dat dit model zeer goed in vergelijking met experimentele resultaten.

Dit model kan worden toegepast op botsingen tussen positronen en alle tetraëdrische of octaëdrische moleculen. Barp en Arretche hopen dat dit verbeterde begrip van hoe positronen interageren met moleculen zal worden gebruikt om technieken voor positronemissietomografie (PET)-scanning in de geneeskunde te verbeteren, bijvoorbeeld.