Lasersken kan hjälpa till att lösa mysteriet varför det finns mindre antimateria i universum än vanlig sak.
För första gången har fysiker visat att antimatormatomer tycks avge samma ljus som vanliga ämnen. En mer exakt studie kommer att hjälpa till att lösa mysteriet varför antimateriel är mindre.
För varje partikel av vanlig materia finns en liknande antimatterpartikel med samma massa, men motsatt elektrisk laddning. Till exempel är positron och antiproton antipartiklar av en elektron och en proton.
När en partikel möter en antipartikel, förstörar de varandra och emitterar en ström av energi. Ett gram antimateriel förstör ett gram substans och släpper ut cirka två energireserver, som härrör från att släppa en atombom på Hiroshima. (Oroa dig inte för fara, eftersom forskare fortfarande är mycket långt ifrån att skapa ett gram antimateriel).
Det är fortfarande ett mysterium varför det finns mer sak än antimateriel. Standardmodellen för elementär partikelfysik (den bästa beskrivningen av hur universums byggstenar uppför sig) tyder på att storängen borde ha skapat dem i lika antal.
Forskare skulle vilja lära sig mer om antimatter, att se skillnader i sitt beteende och att förstå varför det är så litet. Ett av de viktigaste experimenten är användningen av lasrar för antimatormatomer, som kan absorbera och avge ljus på samma sätt som atomer av vanlig materia. Om antihydrogenatomer avger ett annat spektrum av ljus än väteatomer, kommer sådana spektralskillnader att skapa idéer om andra orsaker till deras skillnad. För första gången använde forskare lasrar för att utföra spektralanalys av antihydrogenatomer.
"Jag skulle kalla det antimaterfysikens heliga grader", säger studieförfattaren Jeffrey Hungst, fysiker vid Aarhus Universitet i Danmark. "Jag har jobbat i mer än 20 år för att detta ska ske, och projektet har äntligen lanserats."
Forskare har experimenterat med antihydrogen, vilket är den enklaste antimatorns atom, eftersom väte är den enklaste metallen av vanlig materia, bestående av ett antiproton och en positron.
Att gruva en tillräcklig mängd antimateria för experiment har visat sig svårt. För att skapa atomer av antihydrogen blandade forskare omkring 90 000 antiprotoner med 1,6 miljoner positroner (antielektroner), vilket gav cirka 25 000 antihydrogenatomer. För experimentet användes ALPHA-2-apparaten - en antimattergenerator och ett infångningssystem som är beläget vid European Organization for Nuclear Research (CERN) i Schweiz.
Efter att ha skapat atomer måste du "hålla fast vid dem mycket noggrant", säger Khangst. Antidrogen är elektriskt neutral, och därför kan den inte hållas på plats med hjälp av elektriska fält, och "du måste hålla den borta från materia, eftersom den behöver vakuumförhållanden". Antimatorns bästa temperatur ligger nära absolut noll (minus 459,67 grader Fahrenheit eller minus 273,15 grader Celsius), så det är långsamt och lättare att hålla. Forskare håller antidrogen i mycket starka magnetfält. "Nu klarar vi att hålla omkring 15 antihydrogenatomer", säger Hungst.
De laserade sedan antihydrogen, vilket ledde till att atomerna släppte ljuset. Forskare mätt spektrumet - 10 till tionde graden.
Nu liknar ljusaspekterna av väte och antihydrogen varandra. En mer noggrann mätning kommer dock att bidra till att identifiera skillnaderna mellan materia och antimateriel som kan avslöja mysteriet för förlusten av antimateriel och leda till revolutionära förändringar i standardmodellen. "Vi kan ändra arbetsreglerna", säger Hungst.
