De ALPHA Collaboration is een groep natuurkundigen van ongeveer 11 universiteiten die samenwerken (of "collaboreren") om te proberen neutrale antimaterie te vangen. De neutrale antimaterie die zij proberen te vangen is antihydrogeen. Dit is de antimaterie-versie van waterstof, het eerste atoom in het periodiek systeem. Antihydrogeen heeft, net als waterstof, twee tegengesteld geladen deeltjes. Waterstof heeft een proton en een elektron, en dus zou antihydrogeen een antiproton en een positron hebben. Een positron is de gebruikelijke naam voor het antielectron.
ALPHA Collaboration
CERN
De ALPHA-samenwerking heeft haar experiment bij CERN in Genève in Zwitserland. CERN is de enige plaats ter wereld die "langzame" antiprotonen kan leveren die gemakkelijk door ALPHA kunnen worden opgevangen. ALPHA brengt deze antiprotonen vervolgens in contact met positronen en vormt zo antihydrogeen.
Antihydrogeen heeft, zoals veel atomen en vooral waterstof, een klein magnetisch dipoolmoment. Een dipoolmoment is een andere manier om te zeggen dat het atoom zich een beetje gedraagt alsof het een kleine magneet is met een noord- en een zuidpool. Normaal worden zulke kleine magneetjes aangetrokken door andere magneten. Sommige atomen gedragen zich in sommige toestanden echter zo dat zij door magnetische velden worden afgestoten. Dit betekent dat de atomen mogelijk in de ruimte gevangen kunnen worden door een minimum aan magneetveld te maken. ALPHA probeert precies dat te doen met antihydrogeen. Door een slimme opstelling van magneten beschikt ALPHA over een zogenaamde magnetische minimumval, waarin antihydrogeen kan worden opgesloten.
Dit is een moeilijk proces. De magnetische krachten op deze atomen zijn vrij zwak, zodat de val alleen antihydrogeenatomen kan bevatten met een zeer lage bewegingsenergie (kinetische energie), dat wil zeggen bij zeer lage temperatuur. De huidige geavanceerde ALPHA-val kan antihydrogeenatomen in hun grondtoestand bevatten indien zij kouder zijn dan ongeveer 0,5 Kelvin (d.w.z. 0,5 graden boven het absolute nulpunt). ALPHA werkt momenteel aan het maken van dergelijk koud antihydrogeen.
Vragen en antwoorden
V: Wat is de ALPHA-Samenwerking?
A: De ALPHA Collaboration is een groep natuurkundigen van ongeveer 11 universiteiten die samenwerken om te proberen neutrale antimaterie te vangen.
V: Wat is de neutrale antimaterie die de ALPHA-samenwerking probeert te vangen?
A: De neutrale antimaterie die de ALPHA Collaboration probeert te vangen is antihydrogen.
V: Wat is antihydrogeen?
A: Antihydrogen is de antimaterieversie van waterstof, het eerste atoom in het periodiek systeem, dat net als waterstof twee tegengesteld geladen deeltjes heeft.
V: Wat zijn de twee tegengesteld geladen deeltjes in antihydrogen?
A: De twee tegengesteld geladen deeltjes in antihydrogen zijn een antiproton en een positron.
V: Wat is een positron?
A: Een positron is het antielectron en is het tegenovergestelde van een elektron.
V: Wat is het doel van de ALPHA-samenwerking bij het vangen van antihydrogeen?
A: Het doel van de ALPHA-samenwerking bij het vangen van antihydrogeen is om de eigenschappen en het gedrag van antimaterie te bestuderen, wat ons zou kunnen helpen om de fundamentele werking van het universum beter te begrijpen.
V: Hoe verhoudt het werk van de ALPHA Collaboration aan antihydrogen zich tot het periodiek systeem?
A: Het werk van de ALPHA Collaboration aan antihydrogen houdt verband met het periodiek systeem omdat antihydrogen de antimaterieversie is van het eerste element op de tabel, waterstof.