ENGINEERINGNET.BE - Botsingen tussen waterstofsoorten spelen een cruciale rol in geavanceerde technologieën, zoals kernfusiereactoren en lithografiemachines.
"Natuurkundigen streven ernaar deze processen te repliceren met hun antimaterie-analogen om de eerste antimateriemoleculen te creëren", aldus Max Beyer van de Vrije Universiteit Amsterdam.
"Door de meest efficiënte manieren te identificeren om de eenvoudigste antimateriemoleculen te creëren, legt dit onderzoek de essentiële basis voor nieuwe tests van het Standaardmodel van de deeltjesfysica en donkere materie. Het onderzoek heeft ook praktische toepassingen, bijvoorbeeld in onderzoek naar kernfusie en in industriële processen, zoals bij ASML."
"In plaats van traditionele botsingsexperimenten gebruiken we een nieuwe 'halve botsing'-aanpak. Denk aan twee biljartballen: de hoek en snelheid waarmee ze uit elkaar vliegen, hangen af van de manier waarop ze elkaar raken. Het hele botsingsproces kan worden onderverdeeld in vóór en ná het moment waarop de twee ballen elkaar raken.
In plaats van de atomen op elkaar te richten, slaan we het eerste deel van de botsing over en gebruiken we het waterstofmolecuul en lasers om deze zogenaamde overgangstoestand voor te bereiden: het moment waarop de twee atomen elkaar raken. Vanaf dat moment kunnen we de tweede helft van de botsingen gedetailleerd bekijken. Dit maakt het mogelijk om reactiepaden te isoleren en de botsingsomstandigheden beter te beheersen", legt Beyer uit.
Het waterstofmolecuul en zijn ion, wanneer een van de twee elektronen wordt verwijderd, zijn de eenvoudigste moleculen en spelen al ruim 100 jaar een cruciale rol in de ontwikkeling van de kwantummechanica. "We hopen nu eindelijk de eerste spectroscopische waarneming van deze toestanden te realiseren", stelt Beyer.
Het project streeft er ook naar om voor het eerst de stralingsassociatie te meten, een proces waarbij moleculaire waterstofionen worden gevormd uit protonen en waterstofatomen met behulp van licht.
Het experiment omvat ionenvallen, magnetische velden en laserkoeling. Samen maakt dit de bereiding van koude protonen en waterstofatomen mogelijk en kan het de uitkomst van botsingen controleren, iets wat voorheen alleen mogelijk was met andere atomen.
Aan dit onderzoek is een Vidi-beurs toegekend van maximaal 850.000 euro door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek.
