Hvor er all antimaterien?

I teorien skulle det være massevis av antimaterie i verdensrommet. Faktisk nøyaktig like mye som det finnes av materie – det vanlige stoffet som galaksene er bygd opp av.

Det er nemlig slik at når stoff – materie – blir til, så skapes det samtidig akkurat like mye antimaterie.

Antimaterie er faktisk et slags vrengebilde av materie. Som et negativ. Eller hullet som blir igjen etter at du har tatt pepperkakehjertet ut av deigen.

De to er like, men motsatte.

• Les mer: Hva er antimaterie

Da universet ble til i det store smellet, skulle det blitt dannet både materie og antimaterie i like store mengder. Dermed burde det finnes både anti-oksygen, anti-jern og anti-gull. Antagelig med de samme egenskapene som oksygen, jern og gull.

For ikke å snakke om at vi burde hatt anti-soler og anti-planeter.

Men hvor er de?

En ting er sikkert: Antimaterien er i hvert fall ikke her.

Kjempeeksplosjon

Som noen kanskje fikk med seg i Dan Browns «Engler og demoner», er det én hake ved antimaterie:

Når den møter vanlig materie, opphever antimaterien og materien hverandre. De slutter å eksistere, og blir i stedet forvandlet til energi.

Mye energi.

Dersom bare et gram antimaterie møter like mye materie, vil eksplosjonen tilsvare en liten atombombe.    

Dette betyr at vi med sikkerhet kan si at det ikke finnes større ansamlinger av antimaterie på jorda. Eller i Melkeveien, for den saks skyld.

En større sone med antimaterie ville blitt avslørt av stadige eksplosjoner og stråling fra grensa mellom materie-området og antimaterie-området.  

Faktisk har ikke forskerne sett snurten av slike grenser noe sted i universet.

Dermed blir mysteriet bare dypere.

Bare en rest igjen

I de senere åra har forskerne lett langs en annen forklaringsrute:

Kanskje materie og antimaterien tross alt ikke er helt lik (men motsatt av) hverandre? Kanskje er det noe ved antimaterien som gjør at det ble produsert bitte litt mindre antimaterie enn materie i universets begynnelse?

• Les mer: Antimateriens gåte et skritt nærmere løsningen

Da kan man tenke seg at det først ble lagd ufattelig mye av både materie og antimaterie, som så møtte og opphevet hverandre, slik at bare den lille overskytende resten av materie ble igjen. Og så var det altså dette skrapet som samlet seg og ble til universets stjerner og galakser. 

Hvis det er slik ting henger sammen, kan det være nyttig å undersøke partikler av antimaterie nærmere. Kan vi finne ørsmå forskjeller mellom materie og antimaterie?

Leter etter forskjeller

Det er nettopp dette forskerne jobber med. Selv om antimaterie ikke finnes i store mengder, er det nemlig mulig å lage enkelt-antipartikler, selv her på jorda. Og hvis vi klarer å fange slike antipartikler i et lufttomt rom før de møter materie, kan vi undersøke egenskapene deres.  

• Les mer: I antimateriefabrikken

Og nå begynner resultatene fra slik forskning å tikke inn. Eller rettere sagt, mangelen på resultater.

I august kom rapporten fra en studie der forskerne hadde sammenlignet 6500 par av protoner og antiprotoner. Protoner er en av bestanddelene i atomer, og antiprotonene er med i antiatomer. Forskerne lette etter forskjeller mellom protoner og antiprotoner.

De fant ingen.

Og nå presenterer altså forskere fra Rice University i USA sin studie, hvor de har sammenlignet kreftene som virker mellom antiprotoner med kreftene som virker mellom vanlige protoner.

For disse kreftene kan si noe om hvor lett antiprotonene binder seg sammen og blir til antiatomer. Det kan igjen fortelle oss om antimaterien har den samme evnen til å danne stjerner og planeter som materien har.

Og det har den.

Dermed vet vi altså litt mer om hvordan antimaterien virker. Men vi har fortsatt ingen brukbar forklaring på hvor den er blitt av.

Her er det bare å vente på neste studie.

Referanse:

The STAR Collaboration, Measurement of interaction between antiprotons, Nature, november 2015, doi:10.1038/nature15724. Sammendrag.