Hebben de mysteries rondom antimaterie en donkere materie soms iets met elkaar te maken?  

Donkere materie is indirect al aangetoond, zoals in deze clusters van sterrenstelsels, waar het in blauw is weergegeven. Credit: NASA en ESA.

Al tientallen jaren breken sterrenkundigen én natuurkundigen zich het hoofd over antimaterie en donkere materie. De eerste is de materie die opgebouwd is uit antideeltjes, de tweede is de materie die (vermoedelijk) bestaat uit deeltjes die alleen via de zwaartekracht en wellicht ook via de zwakke wisselwerking met gewone deeltjes reageren. Vooralsnog zijn antimaterie en donkere materie één groot mysterie voor de wetenschappers. In theorie zou er net zoveel materie als antimaterie moeten zijn, maar in de praktijk bestaat 99,99% van het heelal alleen uit materie, da’s het mysterie van de antimaterie [1]Preciezer: op elke miljard deeltjes in het heelal komt er één antideeltje voor.. En wat is precies donkere materie, dat alleen indirect aangetoond is, maar waarvan men nog geen enkel direct bewijs heeft, terwijl 85% van alle massa in het heelal donker is (26% van alle massaenergie), zie daar het mysterie van de donkere materie. Onlangs deed een team onderzoekers onder leiding van Stefan Ulmer (International BASE collaboration van het RIKEN Cluster for Pioneering Research) een experiment, dat uitging van een opvallende gedachte: hebben die mysteries rondom antimaterie en donkere materie soms iets met elkaar te maken? Zou het kunnen dat de asymmetrie tussen materie en antimaterie komt omdat antimaterie anders reageert op donkere materie dan materie?

Schematische weergave van een Penning val. Credit: Dhdpla at English Wikipedia

In een laboratoriumexperiment maakte men gebruik van een zogeheten ‘Penning val’ om een enkel antiproton in een magnetisch veld te vangen en te voorkomen dat ‘ie met een gewoon proton zou ‘botsen’ en tot licht zou annihileren (zie de afbeelding hierboven). Daarbij mat men van het antiproton diens ‘spin precessie frequentie’, iets wat normaal gesproken constant zou moeten zijn. Er werd inderdaad geen andere frequentie gemeten, maar in theorie zou het kunnen dat áls antiprotonen reageren op axionen – dat zijn hypothetische lichte deeltjes donkere materie – dat die frequentie dán veranderd. De BASE groep wil nu verder werken aan het gevoeliger maken van de instrumenten om te kijken of een minieme verandering van de frequentie wel meetbaar is. Hier het vakartikel over het experiment, verschenen in Nature (zie ook deze review van dat artikel). Bron: Science Daily.

References[+]

References
1 Preciezer: op elke miljard deeltjes in het heelal komt er één antideeltje voor.