反水素

反水素（はんすいそ、Antihydrogen）は、反物質で構成される元素の一種。

元素記号はH（水素の元素記号Hの上に線を引く。読みは「エイチ・バー」）。原子番号は−1。

歴史

1932年、宇宙線の研究をしていたカール・アンダーソンにより、正の電荷を持つ電子、陽電子が発見される。

1955年、エミリオ・セグレとオーウェン・チェンバレンにより、粒子加速器「ベヴァトロン」を用いて反陽子、即ち反水素原子核を発見。この実験では反中性子も発見されている。

1995年、欧州原子核研究機構(CERN)とドイツの研究チームにおいて反陽子の周りを陽電子が回る反水素が生成された事が分かり、翌年1月に発表。

2002年、東京大学の早野龍五を含む欧州合同原子核研究機関(CERN)の国際研究チームは、反水素原子の大量合成（約20時間で50,000原子程度）を報告した^[1]。

また2011年には、東京大学や理化学研究所が参加した上記の国際研究チームが、世界最長の16分以上（1000秒間）にわたって反水素原子を閉じこめることに成功した。^[2]

通常の水素は電子と陽子の各1個から構成されるのに対し、陽電子と反陽子から構成される。陽電子も反陽子も通常加速器を用いて比較的高いエネルギーの粒子として生成されるので、それらを冷却する、すなわち、原子冷却技術などを用いて粒子の運動エネルギーを数十ケルビンの熱運動レベル以下に落とす必要がある。

また、生成の際は他の粒子と反応してしまうため、高真空中の磁気トラップ容器内で陽電子と反陽子を混合する。

反水素(¹H)以外には、反重水素(D又は²H)と反三重水素(T又は³H)がそれぞれ合成されている。ただし、これらは原子核のみであり、陽電子が原子核を回っている状態では無いので「反原子」とは言えない。