Antistof følger også tyngdeloven

Spørgsmålet har spøgt længe blandt nogle af verdens fysikere. Frastøder stof og antistof hinanden? Eller mere konkret: vil et æble lavet af antistof falde opad, når det slipper træet?

De fleste fysikere har længe sagt nej med henvisning til Einsteins generelle relativitetsteori. Ifølge den vil stof og antistof opføre sig ens, når de udsættes for tyngdekraften, fordi begge har masse.

Nu er det imidlertid også videnskabeligt bevist, at antistof følger tyngdeloven.

En milepæl

Et forskerhold ved schweiziske CERN er nemlig lykkedes med at producere en mængde antibrint-atomer, holde dem fanget i et magnetfelt og herefter måle, hvor atomerne bevægede sig hen, når de slukkede for magnetfeltet. Og de bevægede sig altså nedad. 

I spidsen for opdagelsen står den danske professor og Semper Ardens-forsker fra Aarhus Universitet Jeffrey Hangst.

"I fysik ved man ikke rigtig noget, før man observerer det. Dette er det første direkte eksperiment, der faktisk observerer en effekt af tyngdekraften på bevægelsen af antistof. Det er en milepæl i studiet af antistof, som stadig mystificerer os, fordi det tilsyneladende fravær mangler i universet," siger Jeffrey Hangst, der leder ALPHA-projektet (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) på CERNS antistoffabrik. Det aktuelle eksperiment hedder ALPHA-g, hvor det lille g betegner tyngdeaccelerationen ved jordens overflade.

Hvad er antistof?

Forskellen på stof – som er det, vi og verden består af – og antistof er, at de har modsat elektrisk ladning. Hvor stof-atomer har negativt ladede elektroner, har antistof-atomer positroner, som altså er positivt ladede. 

Ifølge teorien om antistof, som den britiske fysiker Paul Diracs fremsatte i 1931, bør der for hver partikel eksistere en tilsvarende antipartikel, som nøjagtigt matcher partiklen, bortset lige fra ladningen.

En partikel og en antipartikel skal dog helst ikke for tæt på hinanden, for så tilintetgøres de begge i et glimt af energi. Det er derfor, at den antibrint, som produceres i CERN, fastholdes i et kraftigt magnetfelt.

Forskerne målte, hvor antibrint-atomerne bevægede sig hen, ved at registrere de energiglimt, der opstod i mødet med beholderen omkring magnetfeltet, som tilintetgjorde dem.

Derfor har tankeeksperimentet om antiæblet ingen gang på jord. For antiæblet ville forsvinde ved kontakten med vores stofverden.

Hvorfor er det vigtigt?

Ifølge fysikerne burde Big Bang have skabt lige store mængder stof og antistof. Alligevel tyder videnskabens observationer og målinger på, at universet kun består af almindeligt stof.

Hvorfor kan videnskaben ikke forklare. Fysikerne antager, at langt de fleste partikler og antipartikler blev destrueret efter dannelsen af universet, og at en vis mængde stof - på grund af en lille asymmetri - overlevede og blev til det univers, vi kender. Altså en asymmetri, der ikke passer ind i standardmodellen, som beskriver fundamentale partikler og deres vekselvirkninger.