Dansk forskningssensation: Antibrint analyseret for første gang

Forskerne betegner det selv som den største, danske fysikopdagelse i 30 år.

Sådan forestiller man sig, at det ser ud, når partikler kolliderer i Large Hadron Collider, LHC, i CERN's største partikelaccelerator. (Foto: Alona Androshchuk © generalfmv - Fotolia)

I teorien burde vi, Jorden og resten af universet slet ikke eksistere, for ved Big Bang skulle alt stof være blevet tilintetgjort af sin modsætning - antistof. Alligevel er vi her - for stoffet vandt over antistoffet, der forsvandt. Men forskerne ved ikke hvorfor.

Nu er et danskledet internationalt forskerhold i CERN i Schweiz kommet svaret på gåden om universets skabelse et skridt nærmere. De har fundet ud af at fastholde antistof (antibrint) i et magnetfelt og måle det i et spektroskop ved at belyse det med laserlys.

Der er tale om en kæmpe landvinding inden for eksperimentel og tung fysik, forklarer professor Jeffrey Hangst, der er professor på Institut for Fysik og Astronomi ved Aarhus Universitet og står i spidsen for forskningsresultatet:

- Hvis Niels Bohr var her i dag, ville han sige, at det er en revolution i tung fysisk, at vi kan gøre det.

Stof og antistof tilintetgører hinanden

Forskerne har jagtet antistof i 30 år, og dagens offentliggørelse i tidsskriftet Nature er kulminationen på 23 års forskning for Jeffrey Hangst selv.

Han fortæller, at universet, som vi kender det, er lavet af atomer og molekyler, og de består af partikler som protoner, neutroner og elektroner – det vi kalder stof.

For hver at de partikler som udgør stof findes der en modsætning – en antistofpartikel, som er ladet modsat.

De to ting kan ikke eksistere samtidigt i universet. De opløser hinanden, når de støder sammen og udløser voldsom energi.

Herover kan du se princippet for brint og antibrint, hvor stoffet og antistoffet med deres modsatrettede ladninger vil opløse hinanden og skabe energi, når de smelter sammen. (Foto: DR Nyheder © DR Nyheder)

Sammenligne brint med antibrint

Det fælleseuropæiske center for kerneforskning, CERN, er det eneste i verden, hvor man kan danne og fange antibrint.

Man har valgt brint og antibrint, fordi brint er det grundstof, som man kender allerbedst. Dermed kan man sammenligne antibrint og brint med uhørt stor præcision.

- Nu har vi lavet antistof-fysikkens hellige gral ved at kunne studere, hvordan lys vekselvirker med antibrint og sammenligne med brint. Vi kan undersøge, om der er en forskel, som vi har overset, i jagten på at forklare, hvorfor vi er her, siger Jeffrey Hangst.

Klassisk kompleks grundforskning

Der er altså tale om kompleks grundforskning i forhold til spørgsmål nummer 0 i universet.

Hvorfor vi har et univers, hvorfor har stoffet overlevet (dermed os, Jorden osv.), mens antistoffet er forsvundet?

- Det her er ren grundforskning, ren nysgerrighed om, hvordan ting er skruet sammen. Vi bor i et civiliseret samfund, hvor vi må stille de store spørgsmål om universets oprindelse. Og så betyder det mindre, om det giver en anvendelse, pointerer Jeffrey Hangst.

Læs mere om forskningsprojektet på Aarhus Universitets hjemmeside og læs den videnskabelige artikel i tidsskriftet Nature.

Læs mere om antipartikler i Niels Bohr Institutets Fysikleksikon.

Jeffrey Hangst har forsket i antistof i 23 år. Han leder forskergruppen ALPHA-2, der som den første har belyst antibrint med laserlys og derved udført spektroskopiske målinger. (Foto: ALPHA-2 © ALPHA-2)

Antistof-forskning i CERN

  • Hver gang antistof og stof støder sammen, opstår der energi. Det vil sige, at hvis der var præcis lige meget stof og antistof, da universet blev skabt, ville vi ikke eksistere. For vi er lavet af stof, og når det så stødte sammen med antistof, ville vi være blevet til energi.
  • Det er en af de store gåder: Hvorfor findes vi og alt omkring os, og hvorfor var der tilsyneladende mere stof end antistof?
  • Forskningscentret CERN i Schweiz har forsket i antistof i mange år. Det første antibrint blev skabt i 1995.
  • I 2002 blev de første kolde antibrintatomer skabt og i større mængde. I 2010 lykkedes det at fastholde antibrint i 172 millisekunder, men allerede året efter kunne man fastholde antibrint i magnetfeltet i 1000 sekunder.
  • I 2016 har man gennemlyst antistoffet med lasersyn og dermed udført spektroskopiske målinger for første gang nogensinde. Man bruger apparaturet ALPHA 2.