第６０回放送　２００２年１０月２１日
「反水素の生成と検出に成功」　
Nature|Vol.419|3 October 2002|pp456　より

　反陽子捕捉装置、陽電子蓄積装置、反陽子・陽電子混合反応装置、反水素消滅検出器から構成されるシステムを用いて理論検証可能な量の反水素を作り出すことに成功しました。
　私たちの身体そのものや身の回りの世界すべては「物質」でできています。「物質」はプラスに荷電した原子核・・・プラス荷電の陽子と電気的に中性な中性子からなる・・・とマイナスに荷電した電子から成り立っています。
　一方、反物質はこれとは逆に、マイナスに荷電した陽子＝反陽子、とプラスに荷電した電子＝陽電子からなりたっています。反物質と物資は共存することはできず、物質と反物質が衝突すると電荷が相殺されその合計の質量がすべてエネルギーに変換され消滅してしまいます。
　質量とエネルギーが等価であることはアインシュタインが示した有効な公式
e = m × c × c
であらわされ、1gの物質は2000tの石油を燃焼させたときに取り出すことができるエネルギーに匹敵するエネルギーに変換されます。
　反水素の原料である反陽子はシンクロトロンによって作り出すことができ、もうひとつの原料の陽電子は真空中に1.4×10の９乗ベクレルという強いガンマ線を放出することによって作り出されます。
　研究者らはこれらを２つの環境、すなわちひとつは絶対零度に近いマイナス260度付近の超低温で、もうひとつは数千度の高温の環境で反応させ反水素を作り出すことを試みました。その結果、超低温では高温状態の１０倍以上の反応が進行し、約50,000個の反水素の生成が確認できました。
　水素はアボガドロ数個＝6.02×１０の２３乗個でやっと２グラムとなりますので、重さ的には非常にわずかですが、1993年に世界で始めて反水素が合成されて以来これまで、これほど多くの反水素が作り出されたことはなく、この研究は宇宙の起源の探究や相対性理論と陽子論の統合などこれまでブラックボックスとなっていた物理学の分野に大きな進展をもたらすことが期待できます。