Materie en antimaterie reageren hetzelfde op de zwaartekracht

Alle deeltjes van ‘gewone’ materie kennen een antimaterie versie. Zo heb je van het elektron het positron, dat positief geladen is en dat als eerste antimateriedeeltje ooit werd ontdekt in 1932 door Carl Anderson. De vraag was lange tijd of antimaterie op dezelfde wijze reageert op de zwaartekracht of niet. Van materie weten we dat de zwaartekracht aantrekkend werkt en dat de kracht afneemt met de afstand conform de wetten van Newton en Einstein. Maar doet antimaterie dat ook? Of werkt het bij antimaterie juist andersom, dat het dan juist afstotend werkt? Als dat het geval zou zijn zou antimaterie het zwakke equivalentieprincipe van Einstein schenden. Dat hebben ze bij CERN in Zwitserland onderzocht. Daar hebben ze bij de BASE samenwerking een zogeheten Penningval gemaakt, waar ze antiprotonen in kunnen opslaan en waar Angèle van Oosterom eerder over blogde. Bij die ‘antimateriefabriek’ hebben ze 18 maanden lang onderzoek gedaan en nu zijn de resultaten daarvan bekend geworden.

In de Penningval (zie foto hierboven) kon men van antiprotonen én negatief geladen waterstofionen de cyclotron frekwentie meten. Zouden de antiprotonen én ionen anders op het zwaartekrachtsveld van de aarde werken dan zou dat te zien moeten zijn in verschillende cyclotron frekwenties. Maar die vond men niet. Volgens het genoemde zwakke equivalentieprincipe moeten alle voorwerpen op eenzelfde plaats-tijdpunt in een bepaald gravitatieveld dezelfde versnelling ondergaan, mits er geen andere krachten optreden zoals wrijving. De proton en antiproton cyclotron-frekwentiemetingen met het BASE experiment laten nu zien dat die verschillen er niet zijn, dat de zwaartekrachtversnelling van materie en antimaterie identiek is binnen 97% van de ervaren versnelling en dat het zwakke equivalentieprincipe voor beiden opgaat. Hier het vakartikel over de metingen bij BASE, verschenen in Nature. Bron: Phys.org.