Een internationaal team van wetenschappers ontdekten de wolk van antimaterie door meetgegevens van het PAMELA (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics_) te analyseren. PAMELA is een Europees satellietproject dat zich al vijf jaar richt op het onderzoeken van kosmische stralingstraling.

Antimateriedeeltjes zweven in het magnetische veld van de aarde.

De antimaterie zweeft op een hoogte van enkele honderden kilometers boven de aarde, voornamelijk in de vorm van antiprotonen. Antiprotonen lijken voor een groot deel op normale protonen, maar hebben enkele materie-eigenschappen (waaronder de elektrische lading) die precies tegenovergesteld zijn aan die van ‘normale’ protonen.

Als energierijke kosmische straling in botsing komt met atomen in de bovenste lagen van de aardse atmosfeer, ontstaan eerst antineutronen. Deze antineutronen ontsnappen vervolgens weer aan de atmosfeer en vervallen op enkele honderden kilometers hoogte tot antiprotonen. Op deze hoogte bevindt zich vrijwel geen normale materie. Botsingen tussen de antiprotonen en gewone protonen – waarbij annihilatie zou plaatsvinden – zijn daarom zeldzaam. Hierdoor kan een ware wolk van antimaterie ontstaan.

Natuurkundige theorieën voorspelden al langer dat antimaterie op deze manier hoog boven de aarde zou moeten bestaan. De meetresultaten van het PAMELA-team komen nauwkeurig met de theoretische voorspellingen overeen. Wetenschappers vermoeden bovendien dat er om planeten als Jupiter, Uranus en Saturnus vergelijkbare dekens van antimaterie zweven. Vooral Saturnus, waarbij kosmische straling op de ijzige ringen van de planeet botst, zou een dichte deken van antiprotonen moeten hebben.

Als een proton en een antiproton met elkaar in contact komen ontstaan er allerlei lichtere deeltjes, waaronder een top-antitop paar en muonen. Hierbij komt zeer veel energie vrij.

Wikimedia Commons

Explosief materiaal

Antimaterie is potentieel een krachtige energiebron. Bij de annihilatie die plaatsvindt wanneer materie en antimaterie met elkaar in aanraking komen, komt een enorme hoeveelheid energie vrij. De volledige massa van zowel het materiedeeltje als het antimateriedeeltje wordt volgens Einsteins’s beroemde formule E=mc² omgezet in pure energie.

In theorie zouden antiprotonen de energie kunnen leveren voor een ruimteschip dat in korte tijd grote afstanden zou kunnen reizen. Het aantal antiprotonen dat ontdekt is rondom de aarde is hiervoor echter nog veel te weinig.

Er is echter ook een scenario denkbaar waarbij antiprotonen functioneren als een soort ‘trigger’ om een nucleaire reactie op gang te brengen. In dat geval zouden de nieuwe antiprotonen uit het heelal wel voldoende zijn.

Maar voorlopig is dat nog toekomstmuziek. De krachtige energiebron die antimaterie in potentie zou kunnen zijn, maakt tegelijkertijd deel uit van het grote probleem met het spul. Doordat antimaterie en normale materie elkaar direct opheffen is het extreem moeilijk om antimaterie te verzamelen en vast te houden. Langer dan een kwartier lukt doorgaans niet. “Als we een manier vinden om deze antiprotonen te vangen, dan is het spul vele malen meer waard dan de mooiste diamanten,” aldus een van de betrokken wetenschappers.

Lees meer over antimaterie op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/antimaterie/index.atom", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}