Hoe wordt antimaterie gemaakt?
In oktober 1955 stond op de voorpagina van de New York Times: "New Atom Particle Found; Termed a Negative Proton". Hoewel anti-elektronen, bekend als positronen), meer dan twee decennia eerder werden ontdekt, in 1932, bewees de ontdekking van het antiproton dat het hele idee van antimaterie geen toevalstreffer was en dat alle soorten materie echt een slechte tweeling hadden. Antimaterie is een vorm van materie die identiek is aan conventionele materie, behalve dat het een tegengestelde lading heeft en vernietigt bij contact met gewone materie, waarbij een hoeveelheid energie vrijkomt zoals bepaald door Einsteins beroemde vergelijking, E = MC 2 .
Het hele tijdperk van energierijke deeltjesversnellers werd in gang gezet in een poging om het antiproton te ontdekken. Sinds de ontdekking van het positron vermoedden natuurkundigen dat het antiproton bestond. Ze construeerden cyclotrons die steeds hogere energieën onderzochten om te zien of de antiprotons konden worden gevonden.
In 1954 bouwde de Nobelprijswinnende natuurkundige Earnest Lawrence de Bevatron in Berkeley, Californië, een enorme deeltjesversneller die twee protonen op 6,2 GeV (giga-elektron-volt) tegen elkaar kon laten botsen, voorspeld als het ideale bereik voor het maken van antimaterie. Rond 6.2 GeV en hoger botsen deeltjes met zulke enorme energieën dat nieuwe materie wordt gecreëerd. Dit is een gevolg van E = MC 2 - genereer voldoende energie en de productie van materie ontstaat. Wanneer uit niets nieuwe materie wordt gemaakt, wordt deze gevormd in gelijke hoeveelheden deeltjes en antideeltjes. Een magnetisch veld kan de negatief geladen antiprotonen afhevelen en ze kunnen worden gedetecteerd. Dit is hoe antimaterie moet worden gemaakt.
Vele jaren later, bij CERN in het begin van de jaren negentig, slaagden wetenschappers erin om de eerste antiatomen te creëren - in het bijzonder antiwaterstof. Dit werd gedaan door antiprotonen te versnellen met relativistische snelheden naast conventionele atomen. In specifieke gevallen, wanneer ze dichtbij de kern van het atoom passeren, zou hun energie voldoende zijn om de vorming van een elektron-antielectronpaar te forceren. Eens in de zoveel tijd zou het antielectron vervolgens paren met het passerende antiproton, waardoor een enkel atoom antiwaterstof ontstaat. In 1995 bevestigde CERN dat het met succes negen antiwaterstofatomen had gecreëerd. Het tijdperk van echte vervaardiging van antimaterie was begonnen.
Helaas zijn de toepassingen voor de productie van antimaterie beperkt. Het is gemaakt met zulke enorme inefficiënties dat het maken van substantiële hoeveelheden de stroomtoevoer van de hele planeet zou aftappen. Daarom hebben we weinig te vrezen van de hypothetische creatie van een antimateriebom - de technologie is gewoon niet levensvatbaar. In de verre toekomst kan antimaterie worden beschouwd als een efficiënte vorm van energieopslag voor lange interstellaire reizen. Voor vrijwel elke toepassing zouden batterijen superieur zijn, maar voor speciale toepassingen wanneer u tonnen energie in een kleine ruimte wilt vastzetten, kan antimaterie aantrekkelijk zijn.