Antimaterie, waar is het?
Volgens de deeltjesfysica zou het universum eigenlijk helemaal niet kunnen bestaan. Maar o wonder, het bestaat toch ... doordat antimaterie door onbekende oorzaak verdween.
[Inleiding. De meeste krachten en deeltjes in de natuurkunde zijn symmetrisch. Maar kort na de oerknal is het evenwicht tussen materiedeeltjes en antimateriedeeltjes verbroken en verdween door onbekende oorzaak de antimaterie. Daardoor bleven de materiedeeltjes over en kon het huidige heelal worden gevormd.
Zouden materie en antimaterie beide zijn blijven bestaan, dan zouden zij elkaar hebben opgeheven (annihillatie) en zou er geen materie zijn geweest om het heelal te vormen.]
Artikel
Nieuwe aanwijzing: het universum zou eigenlijk helemaal niet kunnen bestaan
Scientias, 25 oktober 2017, Caroline Kraaijvanger
De discrepantie (asymmetrie) tussen antimaterie en materie blijft ver te zoeken. Eigenlijk zou het universum er helemaal niet kunnen zijn. Die conclusie zou je kunnen trekken als je in het Standaardmodel van de deeltjesfysica duikt. Dat model stelt namelijk dat de oerknal net zoveel materie als antimaterie voortbracht. En dat is een probleem. Want zodra materie en antimaterie elkaar ontmoeten, annihilleren ze elkaar.
Met andere woorden: er vindt een wederzijdse vernietiging plaats. Daarbij komt een aanzienlijke hoeveelheid energie vrij, maar gaan wel de bouwstenen - de deeltjes die nodig waren om een universum te maken - verloren. Kortom: het Standaardmodel stelt eigenlijk dat het universum niet kan bestaan.
Discrepantie
Maar het is je wellicht al opgevallen: het universum is er wel. Hoe is dat mogelijk? Dat is een vraag waar veel onderzoekers zich het hoofd over breken. En op dit moment gaan ze ervan uit dat er sprake is van een nog onontdekte discrepantie (asymmetrie) tussen materie en antimaterie en dat die discrepantie kan verklaren waarom annihilatie uitbleef en het universum vandaag de dag vrijwel geheel uit materie bestaat.
"Bij al onze observaties vinden we een complete symmetrie tusen materie en antimaterie," vat onderzoeker Christian Smorra samen. "En dat is waarom het universum eigenlijk niet zou kunnen bestaan. Er moet ergens een asymmetrie zijn opgetreden, maar we begrijpen simpelweg niet, wat daar de oorzaak van is."
Nieuwe metingen
Natuurlijk hebben onderzoekers al verschillende eigenschappen van antimaterie met die van materie vergeleken. Zonder resultaat. Maar er was één eigenschap die nog nadere aandacht vereiste: het magnetisch moment van het antiproton. Daar is al wel eerder naar gekeken, maar die metingen waren relatief onnauwkeurig en dus wellicht wat onbetrouwbaar. En dus besloten de onderzoekers die metingen nog eens uit te voeren, maar dan zo'n 350 keer nauwkeuriger.
Het resulteert in de meest nauwkeurige metingen die ooit op dit gebied zijn verricht. Maar, nog steeds geen discrepantie, zo schrijven de onderzoekers in het blad Nature. Na een ingewikkeld experiment blijkt het magnetisch moment van het antiproton 2.792 847 3441 te zijn. En dat komt heel dicht in de buurt van het magnetisch moment van het proton dat dezelfde onderzoekers in 2014 vaststelden. En dus zitten we nog steeds met een universum dat eigenlijk niet zou kunnen bestaan.
Maar wetenschappers geven niet zomaar op. Ze zijn voornemens hun metingen nog verder te verbeteren. "We hebben het gevoel dat er nog verbetering mogelijk is," stelt Smorra.
Bronmateriaal:
C. Smorra et al., A parts-per-billion measurement of the antiproton magnetic moment "Riddle of matter remains unsolved: Proton and antiproton share fundamental properties" Johannes Gutenberg Universität Mainz
Nature 550, 371–374 (19 October 2017)
terug naar het antropisch principe
^