Kémiai reakcióban egyesült anyag és antianyag

Az anyag és az antianyag keverése általában robbanáshoz vezet, azonban a CERN egy kísérletében, ha véletlenül is, de sikerült összehozni a két típust, elsőként érve el ilyen jellegű kémiai reakciót. A "vívmányra" négy év távlatából derült fény, eddig ugyanis senki sem ismerte fel, milyen melléktermékek jöttek létre azon a bizonyos 2002-es kísérleten.

Az eddigi tapasztalatok szerint az anyag és az antianyag találkozásukkor egy erőteljes energia-kitörés kísérletében megsemmisítik egymást, a genfi fizikusoknak azonban sikerült egyetlen anyagban egyesíteni e kettőt, amit protoniumnak neveztek el. A protonokból és antiprotonokból készült elegy egyáltalán nem nevezhető stabilnak, éppen ezért közös állapotuk csak nagyon rövid ideig marad fenn.

A CERN részecske fizikai laboratóriuma munkatársainak, mint utólag kiderült, akkor sikerült összehozniuk a két anyagot, amikor az antiprotonok és az elektronokkal megegyező tömegű, ám ellentétes töltéssel rendelkező pozitronok ugyanabba a mágneses kalitkába kerültek. Egy részük a kísérlet eredeti céljának megfelelően antihidrogénné alakul, azonban emellett létrejött valami más is.

Az adatok elemzése kimutatta, hogy a kísérlet létrehozott egy sokkal különösebb hibridet is. Úgy tűnik, az antiprotonok egy része kölcsönhatásba lépett a hagyományos hidrogén ionizált molekuláival, protonokat szakítva ki belőlük. A létrejövő proton-antiproton rendszerek csupán néhány milliszekundumig maradtak egyben, de ez is elég idő volt ahhoz, hogy többségük eltávolodjon a kísérlet középpontjától, mielőtt megsemmisült volna.

Protoniumot korábban is sikerült előállítani, de kizárólag heves részecskeütköztetésekkel, miközben a most felfedezett kémiai úton sokkal nagyobb mennyiségekben lesznek előállíthatók, ami jelenleg a beható tanulmányozáshoz alkalmazható. A kutatást vezető Evandro Lodi-Rizzini, a Bresciai Egyetem fizikusa szerint a protonium segíthet a részecskefizika jelenlegi elméleteinek tesztelésében, bár vannak olyan hangok is, melyek szerint rövid élettartamuk miatt alkalmatlanok erre a feladatra.