En detektor som måler antimaterie i fritt fall

Fysikkens lover og eksperimenter forteller oss at materie og antimaterie er alltid laget i like mengder. Likevel viser observasjoner oss at universet kun er laget av materie, og at det ikke finnes noen signifikant mengde av antimaterie. En av de mulige forklaringene for denne mystiske asymmetrien kan være at det er en forskjell i gravitasjonskraftens virkning på materie og antimaterie.

AEgIS er et eksperiment på CERN som har som hovedmål å teste om antimaterie faller med samme akselerasjon som vanlig materie, eller ikke. Dette blir gjort ved den første direkte målingen av gravitasjonskraftens effekt på antihydrogen.

Fordi antihydrogen er ekstremt lett, blir det veldig lite påvirket av tyngdekraften og avviket blir nesten ubetydelig, omtrent 1000 ganger mindre enn en millimeter. Denne målingen kan man få til ved å bruke en silisium-detektor som kan måle det frie fallet av antihydrogen som oppstår fra jordas gravitasjonsfelt.

Når antihydrogen annihilerer i silisium, blir store mengder energi produsert og forskjellige partikler laget. Ved å detektere energien som oppstår fra disse partiklene, kan vi finne posisjonen hvor annihilasjonen skjedde.

For å forstå annihilasjonsprosessen av antihydrogen ved lav energi, har vi studert annihilasjonsprosessen i forskjellige typer silisiumdetektorer ved å skyte lavenergetiske antiprotoner direkte på detektoren.

Ved å måle energien samt andre parametere er det mulig å identifisere annihilasjonspunktet med ~10 mikrometer presisjon og å rekonstruere selve annhiliasjonen. Sammenligningen av eksperimentelle data med simulasjoner gjorde det mulig å forbedre designet av antihydrogen detektoren.

Personalia:

Angela Gligorova ble født i 1985 i Makedonia og tok en master i fysikk (solar energi) ved Ss. Cyril and Methodius University i Skopje i 2010.  Hun startet sin PhD ved Universitetet i Bergen i 2011 med veileder Dr. Heidi Sandaker, som del av Quota programmet. Hun er også medlem av AEGIS kollaborasjonen på CERN.