CERN brengt 92 antiprotonen over

Op 24 maart 2026 koppelden natuurkundigen bij CERN een apparaat van 850 kilogram los van de laboratoriumvoorzieningen, laadden het op een vrachtwagen en reden er ongeveer een halfuur mee over de campus bij Genève. Binnenin reden 92 antiprotonen mee. Elektrische en magnetische velden hielden ze zwevend, zodat ze geen oppervlak raakten. Toen de vrachtwagen terugkwam en de apparatuur opnieuw was aangesloten, stelden de instrumenten geen verlies van deeltjes vast. Het team bleef vervolgens meer dan een maand met diezelfde deeltjes werken. Het was het eerste gecontroleerde wegtransport van opgesloten antimaterie. Daarmee slaagde het team voor een test waarop natuurkundigen zich al jaren voorbereidden.

Waarom gaat antimaterie op transport?

Een antiproton is de spiegelpartner van een proton: dezelfde massa, maar een tegengestelde lading. Raakt het gewone materie, dan annihileren beide. Een potje is dus geen optie. Antiprotonen kunnen alleen worden opgeslagen in elektromagnetische velden. CERN's Antimatter Factory is de enige faciliteit die ze hiervoor routinematig produceert.

Dat levert een probleem op. CERN is immers een druk acceleratorcomplex. De magneten en elektrische systemen rond het complex veroorzaken voortdurend veranderende achtergrondvelden. Het experiment dat de antiprotonen nodig heeft, BASE, moet uitzonderlijk zwakke frequentiesignalen uitlezen. Achtergrondruis begrenst de precisie waarmee het team protonen en antiprotonen kan vergelijken. Die vergelijking test een van de fundamentele symmetrieën in de natuurkunde: de CPT-symmetrie. Die voorspelt dat een deeltje en zijn antideeltje dezelfde massa hebben en magnetische eigenschappen met dezelfde grootte maar tegengestelde richting.

Een rustiger laboratorium, afgeschermd van de ruis van de versnellers, kan nauwkeurigere metingen mogelijk maken. Zo'n laboratorium kan alleen geen eigen antiprotonen produceren. De oplossing is een koerier: bij CERN wordt een draagbare val gevuld, waarna die naar een rustigere locatie wordt gereden om daar metingen te doen. Het apparaat heet BASE-STEP.

7,5 kilometer in 30 minuten

De val combineert een supergeleidende magneet, die geladen deeltjes in spiralen buigt zodat ze niet zijwaarts kunnen ontsnappen, met op elkaar gestapelde elektroden die aan beide uiteinden elektrische barrières vormen. Binnen deze opstelling draaien de antiprotonen rond, zonder contact met een oppervlak. De hele constructie staat in een vacuümkamer waarin de samenwerking een bovengrens voor de restdruk rapporteerde die ruim onder de ontwerpwaarde lag. Botsingen met verdwaalde gasmoleculen waren daardoor uiterst zeldzaam.

De rit in maart voerde over ongeveer 7,5 kilometer rond het Meyrin-terrein van CERN. Onderzoekers haalden 92 antiprotonen uit de Antimatter Factory en laadden ze in de open transportval. Vervolgens koppelden ze de externe stroomvoorziening en cryogene leidingen los, tilden ze de behuizing met een hijskraan op de vrachtwagen en reden ermee weg. Na 30 minuten keerde de vrachtwagen terug. De apparatuur werd opnieuw aangesloten en de antiprotonen waren er nog; ook daarna bleven ze meer dan een maand bestuurbaar.

Tijdens de rit hield het team met een techniek die beeldstroomdetectie heet bij hoeveel deeltjes in de val zaten: de rondcirkelende deeltjes wekken zwakke elektrische signalen op in de elektroden. Zo konden de onderzoekers vaststellen of er nog deeltjes aanwezig waren zonder de val te openen (CERN-mediakit).

De langere rit

Het Nature-artikel dat op 16 september 2026 verscheen, laat zien dat de draagbare val een loskoppeling, trillingen op de weg en opnieuw aansluiten kan doorstaan zonder aantoonbaar verlies van antiprotonen. Dat is wel degelijk vooruitgang. Tot deze demonstratie had niemand aangetoond dat dit met echte antimaterie mogelijk was, in plaats van met gewone deeltjes.

De geplande bestemming is een speciaal laboratorium aan Heinrich Heine University Düsseldorf. De reis zou acht tot twaalf uur duren, veel langer dan de rondrit over de campus. De samenwerking moet de autonome systemen van de val veel langer laten werken en bovendien nog aantonen dat de deeltjes aan het eind in een ontvangerval kunnen worden overgebracht. Of een rustiger laboratorium werkelijk betere metingen oplevert, is overigens een open vraag die losstaat van de transporttechniek.

De rondrit bij CERN toonde kort en omkeerbaar transport aan, zonder aantoonbaar verlies van antiprotonen. Daarna konden de deeltjes nog steeds worden opgeslagen en gemanipuleerd. Het experiment liet niet zien dat de antiprotonen bij een ander laboratorium kunnen worden afgeleverd of dat de meetprecisie verbetert. Waar het project uiteindelijk om draait, moet dus blijken na een langere route en een langere rit.