A feltételezések szerint minden “rendes” szubatomi részecskének van egy azonos tömegű, de ellentétes töltésű “hasonmása”. Amikor az ilyen ellentétes töltésű részecskék találkoznak, kölcsönösen megsemmisítik egymást, tiszta energiává alakulva át.
Napjainkban a világegyetem – legalábbis jelenleg úgy tűnik, hogy – szinte teljesen anyagból áll, ám az elméleti fizikusok feltételezése szerint 13,7 milliárd évvel ezelőtt, az ősrobbanás után az univerzumban egyenlő mennyiségben képződött anyag és antianyag. Az antianyag azóta eltűnt, ebből a tudósok arra következtetnek, hogy az anyagnak lehetett valamilyen előnye az antianyaggal szemben. E rejtély megfejtéséhez járulhat hozzá az antihidrogén-atomok részletes vizsgálata.
Egy hidrogénatom egy protonból és egy elektronból áll. A negatív töltésű elektron ellentéte a pozitron, a protoné pedig az antiproton; egy antiproton és egy pozitron alkotja a legegyszerűbb antianyag-atomot, az antihidrogént.
A hidrogénatom energiával történő gerjesztésekor az elektron magasabb energiaszintű pályára kerül. Amikor viszont az elektron “visszazuhan” egy alacsonyabb energiájú állapotba, a két szint közötti energia különbségét egy foton formájában sugározza ki, és e sugárzásnak pontosan ismert a spektruma. A CERN ALPHA-kísérlete (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) azt célozza, hogy megmérjék az antihidrogén-atomok színképét, valamint összevessék a hidrogénatomok spektrumával.
Jeffrey Hangst, az ALPHA-kísérlet szóvivőjének elmondása szerint a hidrogén a leggyakoribb elem az univerzumban, belső szerkezete pedig igen pontosan feltérképezett. “Most végre elkezdhetjük feltárni az antihidrogén titkait, megismerni, hogy miben különbözik a hidrogéntől.“
Az ALPHA-kísérlet keretében 2010-ben sikerült csapdába ejteni és “életben tartani” a másodperc töredékéig 38 antihidrogén-atomot, tavaly pedig már ezer másodpercre hosszabbították meg az élettartamukat. A kutatócsoport azóta tökéletesítette módszerét, ami lehetővé tette az antiatomok tulajdonságainak elemzését.
