Installation av GBAR linac i dess avskärmningsbunker. Elektronerna som accelereras till 10 MeV mot ett mål kommer att producera de positroner som är nödvändiga för att bilda vätgas med antiprotonerna som kommer från ELENA -retardatorn. Kredit:Max Brice/CERN
Frånvaron av antimateria i universum är ett mångårigt pussel i fysiken. Många experiment har undersökt denna fråga genom att hitta asymmetrier mellan partiklar och deras antimateria -motsvarigheter.
GBAR (Gravitationsbeteende för antihydrogen i vila), ett nytt experiment på CERN, förbereder sig för att utforska en aspekt av detta pussel - vad är tyngdkraftens effekt på antimateria? Även om det finns teorier om antimateria kommer att bete sig som materia eller inte, ett definitivt experimentellt resultat saknas fortfarande.
GBAR mäter tyngdkraftens effekt på väteatomer. Beläget i Antiproton Decelerator (AD) -hallen, GBAR är det första av fem experiment som kommer att anslutas till den nya ELENA -retardationsringen. Den 1 mars, den första komponenten i experimentet installerades - en linjär accelerator (linac). I skarp kontrast till LHC:s kedja av stora acceleratorer och snabba partiklar, AD -världen av antimateria är liten och dess partiklar är lika långsamma som de kommer. GBAR linac är bara 1,2 meter lång och den kommer att användas för att skapa positroner, antimatterekvivalenten för elektroner.
Experimentet kommer att använda antiprotoner som tillhandahålls av ELENA och positroner som skapats av linac för att producera vätejoner. De består av ett antiproton och två positroner, och deras positiva laddning gör dem betydligt lättare att manipulera. Med hjälp av lasrar, deras hastighet kommer att reduceras till en halv meter per sekund. Detta gör att de kan riktas till en fast punkt. Sedan, fångad av ett elektriskt fält, en av deras positroner kommer att tas bort med en laser, vilket gör dem neutrala igen. Den enda kraft som verkar på dem vid denna tidpunkt är tyngdkraften och de kommer att vara fria att göra ett 20 centimeter fall, under vilken forskare kommer att observera sitt beteende.
Resultaten kan visa sig vara mycket spännande. Som talesman för GBAR, Patrice Pérez, förklarar:"Einsteins likvärdighetsprincip säger att en partikels bana är oberoende av dess sammansättning och inre struktur när den bara utsätts för gravitationskrafter. Om vi får reda på att gravitationen har en annan effekt på antimateria, detta skulle innebära att vi fortfarande har mycket att lära om universum. "
Fem andra experiment är baserade på Antiproton Decelerator, varav två - AEGIS och ALPHA - studerar också tyngdkraftens effekt på antimateria.
