Während ein Wasserstoffatom aus einem Elektron und einem Proton besteht, setzt sich Antiwasserstoff aus einem Positron und einem Antiproton zusammen. Das internationale Team der ATRAP-Kollaboration, zu dem auch Physiker des Forschungszentrums Jülich, des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik sowie der Ludwig-Maximilians-Universität München gehören, erzeugte mehr als 170.000 Antiwasserstoff-Atome in einer speziellen Wechselwirkungszone. In dieser treffen bei extrem tiefen Temperaturen Positronen und Antiprotonen aufeinander und bilden je ein Antiwasserstoff-Atom.
Um die Eigenschaften dieses ersten künstlich hergestellten Atoms aus der Welt der Antimaterie zu untersuchen, brachten es die Forscher zwischen die beiden Pole einer Batterie. Durch die unterschiedliche Ladung von Antiproton (negativ) und Positron (positiv) wird das Antiatom bei ausreichender Spannung zerrissen. Bei weitem Abstand von Positron und Antiproton im Antiwasserstoff-Atom genügt dazu eine kleine Spannung. Sind Positron und Antiproton dagegen näher beieinander, muss eine höhere Spannung angelegt werden, um das Antiwasserstoff-Atom zu zerlegen. Dadurch wollen die Physiker mit deutlich weniger Störsignalen als jemals zuvor auf die quantenmechanischen Zustände dieses Exoten schließen, die wichtige Details über die Struktur des Antiwasserstoffs verraten können.
Erst kürzlich wurde die erste Erzeugung von Antiwasserstoff im ATHENA-Experiment dadurch nachgewiesen, dass die produzierten Antiwasserstoff-Atome auf gewöhnliche Materie treffen. Genau in diesem Augenblick vernichtet sich Materie und Antimaterie gegenseitig. Dabei wird ausschließlich Energie freigesetzt, die exakt der Masse der ursprünglichen Teilchen entspricht.
Die gegenwärtig akzeptierte Theorie besagt, dass das Antiwasserstoff-Atom und das gewöhnliche Wasserstoff-Atom identische Eigenschaften haben. Diese Vorhersage wurde allerdings noch nie experimentell überprüft. Neuere Modelle lassen geringe Unterschiede zwischen Antiwasserstoff und Wasserstoff zu. Die Möglichkeit, viele Antiwasserstoff-Atome zu speichern, wird Laserexperimente erlauben, die winzige Unterschiede zwischen Antiwasserstoff und Wasserstoff offenbaren könnten. Mit solchen Messungen lassen sich grundlegende Theorien prüfen und vielleicht sogar das Rätsel lösen, warum in unserem Universum ungleich mehr Materie als Antimaterie existiert.
