„Всички наши наблюдения намират пълна симетрия между материя и антиматерия, така че нашата вселена не би трябвало да съществува“, казва Кристиан Сморра от сътрудничеството на BASE в изследователския център CERN. „Трябва да има асиметрия някъде, но просто не разбираме къде точно. Какво нарушава симетрията, какъв е източникът?"
Търсенето продължава. Досега не е открита разлика между протоните и антипротоните и това би могло да обясни съществуването на материята във нашата Вселена. Въпреки това, физиците в сътрудничество с BASE в изследователския център на ЦЕРН успяха да измерят магнитната сила на антипротоните с безпрецедентна точност. Тези данни обаче не предоставят никаква информация за това как материята се е образувала в ранната Вселена, тъй като частиците и античастиците трябвало напълно да се унищожат.
Последните измервания на BASE показаха пълната идентичност на протоните и антипротоните, потвърждавайки още веднъж Стандартния модел на физиката на частиците. Учените по целия свят използват разнообразни методи, за да намерят поне някои разлики от всякакъв мащаб. Дисбалансът на материята-антиматерия във Вселената е една от най-горещите теми за дискусия в съвременната физика.
Многонационалното сътрудничество на БАЗА в CERN обединява учени от университети и институти по целия свят. Те сравняват с голяма точност магнитните свойства на протоните и антипротоните. Магнитният момент е важен компонент на частиците и може да бъде изобразен приблизително като еквивалент на миниатюрен бар магнит. Така нареченият g-фактор измерва силата на магнитното поле.
„Големият въпрос е дали антипротонът има същия магнетизъм като протона“, обяснява Стефан Улмър, говорител на групата BASE. "Ето един пъзел, който трябва да решим."
Сътрудничеството с BASE представи високоточни измервания на антипротонния g-фактор през януари 2017 г., но текущите измервания са много по-точни. Настоящото високо прецизно измерване определи g-фактора до девет значими цифри. Това е еквивалентно на измерване на обиколката на земята до най-близките четири сантиметра. Стойността 2.7928473441 (42) е 350 пъти по-точна от резултатите, публикувани през януари.
„Това невероятно увеличаване на точността за толкова кратък период от време е възможно благодарение на напълно нови техники“, казва Улмер. Учените първо взеха два антипротона и ги анализираха, като използваха две капани на Пеннинг.
Антипротоните са изкуствено създадени в CERN и учените ги съхраняват в капан в експеримент. Антипротоните за настоящия експеримент бяха изолирани през 2015 г. и бяха измерени от август до декември 2016 г. Всъщност това е най-дългият период на задържане на антиматерията за всички времена. Антипротоните прекараха 405 дни във вакуум, в който имаше десет пъти по-малко частици, отколкото в междузвездното пространство. Използвани са общо 16 антипротона, охладени до почти абсолютна нула.
Промоционално видео:
Измереният g-фактор на антипротона беше сравнен с g-фактора на протона, който беше измерен с невероятна точност през 2014 г. В крайна сметка не беше открита разлика. Това потвърждава CPT симетрия, според която Вселената има фундаментална симетрия между частици и античастици.
Сега учените от BASE ще трябва да разработят и прилагат методи за още по-прецизно измерване на свойствата на протона и антипротона, за да намерят отговора на въпроса, който интересува всички.