Револуција во физиката: Антиматеријата за прв пат е фатена во квантна состојба
Научниците во ЦЕРН постигнаа историски успех: за прв пат успеаја да изолираат и анализираат честичка од антиматерија во недефинирана квантна состојба позната како суперпозиција, пишува Science Alert.
Иако квантното однесување на обичната материја е темелно проучено и веќе се користи за развој на квантни компјутери, овој пробив со антиматеријата има многу подлабоко значење. Не станува збор само за нова технологија; ова откритие би можело да им помогне на физичарите конечно да одговорат на едно од најфундаменталните прашања – зошто воопшто постои нашиот универзум.
Во потрага по тајната на постоењето
Според постојните модели, Големата експлозија требало да создаде еднакви количини на материја и антиматерија. Бидејќи тие се поништуваат меѓусебно при контакт, тоа би значело дека универзумот требало да исчезне во блесок на енергија кратко време по неговото создавање.
Но, еве нè, што значи дека мора да постои некоја клучна разлика, некоја асиметрија помеѓу материјата и антиматеријата што сè уште не сме ја откриле. Различни експерименти, како оној во објектот BASE на CERN, се обидуваат да ја пронајдат оваа суптилна разлика со споредување на однесувањето на протоните и антипротоните.
Создаден првиот „антикубит“
За да го направат ова, тим научници „заробија“ антипротон, близнакот на антиматеријата на протонот, користејќи систем на електромагнетни стапици. Клучниот предизвик беше да се изолира од какви било надворешни влијанија што би можеле да ја нарушат неговата исклучително чувствителна квантна состојба. Со тоа што го држеа во суперпозиција, состојба во која својството познато како спин има повеќе вредности одеднаш, тие беа во можност да го набљудуваат рекордни 50 секунди.
„Ова претставува прв квантен бит на антиматеријата“, вели Стефан Улмер, физичар во соработката BASE на CERN. „Најважно од сè, тоа ќе му помогне на BASE да изврши мерења на антипротонскиот момент со 10 до 100 пати подобрена прецизност во идните експерименти.“
Претходните мерења на магнетниот момент на антипротонот беа неверојатно прецизни, но сепак не покажаа никакво отстапување од обичниот протон. Новиот пристап би можел да го промени тоа.
Иднината на истражувањето на антиматеријата
Еден од најголемите предизвици е ракувањето со антиматеријата, која исчезнува штом ќе допре до обичната материја. Затоа ЦЕРН го развива BASE-STEP, нов систем за транспорт на антиматерија. Тој би овозможил оваа егзотична супстанца да се премести во специјални, ултративки лаборатории, каде што би можеле да се спроведуваат експерименти со уште поголема прецизност.
„Кога ќе биде целосно оперативен, нашиот нов офлајн прецизен систем за стапици на Пенинг, напојуван од антипротони транспортирани преку BASE-STEP, би можел да ни овозможи да постигнеме време на кохерентност на спинот можеби десет пати подолго отколку во тековните експерименти, што ќе биде пресвртница за проучувањето на барионската антиматерија“, објаснува физичарката од ЦЕРН, Барбара Латач. Во овие ултративки експерименти, научниците се надеваат дека конечно ќе ги слушнат одговорите на едно од најдлабоките прашања во физиката.