Saken er produsert og finansiert av Universitetet i Bergen

Skyter med antistråler

En ny detektor skal måle om tyngdekraften fra antimaterie skiller seg fra vanlig materie. Gjør den det, må kanskje relativitetsteorien forandres, sier kvantefysiker.
25.2 2011 05:00


Antimaterie er identisk med vanlig materie bortsett fra at antimaterien har omvendt ladede atomer. Når de to møtes oppheves de i et energiblaff. (Illustrasjon: AEgiS)

I to dager er rundt 20 anerkjente antimaterieforskere fra AEgIS-prosjektet ved CERN samlet på en workshop ved Universitetet i Bergen (UiB). De møtes for å utvikle et prosjekt som skal måle gravitasjonen til antimaterie.

På denne måten kan forskerne kanskje finne svaret på en av fysikkens store gåter: Hvorfor er det ikke like mye antimaterie som materie i universet?

I følge klassisk fysikkteori skulle det ha blitt produsert like mye antimaterie som materie etter Big Bang. Likevel forsvant antimaterien på mystisk vis i løpet av universets første sekunder. For å finne ut hva som kan ha skjedd utfører forskere ved CERN forskjellige eksperimenter og sammenligner den med vanlig materie.

Blant annet skal forskere fra UiB utvikle en detektor for å måle gravitasjonen til antimaterien.

– Målet med prosjektet er å finne ut om antimaterie oppfører seg annerledes enn vanlig materie. Hvis den oppfører seg bare litt annerledes, må man kanskje forandre relativitetsteorien eller kvantefysikken, sier doktor Michael Doser som leder AEgIS-prosjektet ved CERN.

– Vi tror egentlig at antimaterie faller på samme måte som vanlig materie. Men det kan vi ikke si noe om før vi har bevist det gjennom eksperimenter. Det kan jo være at naturen har funnet på noen overraskelser, sier forsker Heidi Sandaker ved UiB.

Skyter antiatomer

For å sjekke om antimaterie oppfører seg annerledes enn vanlig materie, skal forskerne skyte puljevise ladninger med antihydrogenatomer og vanlige hydrogenatomer gjennom et én meter langt vakuumrør.

Med en nyutviklet teknologi skal forskerne først lage antimaterie av antiproton og positron, før antiatomene skytes puljevis mot detektoren.

Inne i røret er det flere filtre som observerer atomstrålenes bevegelser og hastighet. I enden av røret kolliderer atomene med en detektor som register treffene. Etter en flytur på cirka én meter har antihydrogenet blitt påvirket av gravitasjonsfeltet på samme måte som en kule som skytes og faller mot jorden.

Treffene og spredningen av anti-atomene lager et mønster i detektoren. Fra dette dette mønsteret kan vi studere gravitasjonskraftens effekt på antimaterie.

Høyteknologisk plate


Forsker Heidi Sandaker og doktor Michael Doser deltar i AEgIS-prosjektet i CERN. Denne uken inviterte Sandaker en gruppe ledende antimaterieforskere til workshop ved Institutt for fysikk og teknologi. (Foto: Kim E. Andreassen)

Forskere fra Institutt for fysikk og teknologi ønsker å lage den 20x20 centimeter detektorplaten som til slutt stanser strålene og registrerer mønsteret til atomene etter at de er skutt ut.

– Detektoren er den første i sitt slag, og er enormt utfordrende å lage. Den må fungere i minus 270 Cº og kunne operere i absolutt vakuum, sier Doser.

Lave temperaturer brukes til å frosse gjenværende luft til veggene av vakuumrøret, slik at antiatomene ikke kan kollidere med gass i røret. Selv små mengder med oksygen vil få antiatomet til å fordufte.

Detektorens overflate er også en utfordring å lage. De fleste detektorer har en hinne som antimaterien kolliderer med og tilintetgjøres. Utfordringen er å lage en så tynn hinne at produktene som oppstår når antiatomene går til grunne, ikke forsvinner før det kommer til materialet som måler dem.

– Den nye detektoren skal ha en så tynn hinne som mulig, eller ingen hinne i det hele tatt, sier Sandaker.

Materialforskning

I tillegg til mye forskningsresultater om antimaterie vil AEgIS-eksperimentet også bidra til ny viten innen materialforskning.

– Særlig er studier av nanoporer aktuell forskning. Detektorteknologien som utvikles ved AEgIS eksperimentet er også veldig nær den som brukes ved PET-skannere og kan komme til nytte i medisinsk forskning, sier Michael Doser.

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

AEgIS

  • AegIS (Antimatter experiment: Gravity, interferometry, spectroscopy) er et fysikkeksperiment ved CERN som skal finne ut hvordan gravitasjon påvirker antimaterie.
  • I eksperimentet brukes antiprotoner som er produsert av protoner i anti-protonakselleratoren i CERN. Eksperimentet er et samarbeid mellom fysikere fra hele verden.
  • CERN er det eneste laboratoriet i verden som opererer en lavenergi antiprotonfasilitet.
  • I 1995 ble de første antihydrogenatomene laget ved laboratoriet i CERN. I 2002 viste ATHENA og ATRAP-eksperimentene at det var mulig å produsere antihydrogen i store kvantum.

(Kilde: CERN)

Siste fra forskningsmiljøene

Høgskolen i Oslo og Akershus

En ny norsk studie viser nå det motsatte av det internasjonale retningslinjer har anbefalt, nemlig at personer med høyt blodtrykk kan trene med tyngre vekter. 

Vestlandsforsking

Stor auke i stisykling har skapt irritasjon hos hjortejegerar, grunneigarar og turgåarar på Vestlandet. Kan forskarane hjelpe dei å løyse konflikten?  

Universitetet i Oslo

På Öland i Sverige lever to arter av fluesnapper sammen på et forholdsvis lite område. Det resulterer i at svarthvit fluesnapper og halsbåndfluesnapper ofte parer seg på tvers av artsgrensene.

Siste fra forskningsmiljøene

Forsvarets forskningsinstitutt
Podcast:

Hvordan vi kan forstå moderne kriger og kanskje unngå dem i framtida? En av verdens mest kjente krigsantropologer David Kilcullen tar for seg dette i podkasten Ugradert.  

Universitetet i Oslo

Dagens praksis med innhenting av digitale bevis kan gripe inn i privatlivet ditt og være i strid med grunnloven.

Universitetet i Bergen

Pengane dine, din personlege informasjon og vårt sosiale liv er avhengige av at algoritmane og tryggleiken til firma og institusjonar virkar slik dei skal. Men kan vi stole på dei?

I de siste 20 åra har Erling Thom tatt seg betalt for å forske på alternative helseprodukter. Han finner nesten alltid ut at de hjelper. forskning.no har gått forskningen hans etter i sømmene.

Spør en forsker:

Noen påstår at de ikke får sove etter å ha drukket kaffe så tidlig som klokken tolv på formiddagen. Kan koffein virkelig virke så lenge i kroppen eller sitter det i hodet?