Впервые получен квантовый бит из антиматерии

Фото из открытых источников

Физикам из CERN впервые удалось проанализировать частицу антиматерии, изолированную в квантовом состоянии суперпозиции. Это действительно научный прорыв, способный открывать новые технологические возможности, но и открыть путь к пониманию ряда фундаментальных загадок Вселенной. Об итогах удачного эксперимента рассказал журнал Nature.

Команде исследователей из коллаборации BASE удалось удерживать антипротон — аналог протона в антиматерии — в системе электромагнитных ловушек при минимизации внешних воздействий, способных нарушить его хрупкое квантовое состояние. Целых 50 секунд ученые могли наблюдать за колебаниями частицы, которая оставалась в неопределенном состоянии спина.

"Это первый в истории квантовый бит из антиматерии", — отметил физик CERN Штефан Ульмер. Открытие даст возможность в недалёком будущем замерять магнитные моменты антипротонов с точностью, что будет в 10–100 больше той, что доступна сегодня.

До сих пор учёным неясно, почему Вселенная состоит из материи, а не оказалась уничтоженной при аннигиляции с антиматерией сразу после Большого взрыва. Получается, что между «антиподами» существует некое фундаментальное различие, которое пока не обнаружено. Эксперимент BASE – это попытка поиска этой разницы через сравнение свойств протонов и антипротонов, в первую очередь, их спинов — внутренних характеристик, позволяющих частицам вести себя как микроскопические магниты.

Проблема подобных экспериментов в том, что квантовые состояния особо чувствительны к внешним помехам. Ученые смогли модернизировать установку BASE так, чтобы изолировать антипротоны от шумов и увеличить период их нахождения в суперпозиции до рекордных 50 секунд.

Эксперты надеются в будущем еще увеличить этот показатель через использование новой системы транспортировки антиматерии BASE-STEP, которую сейчас разрабатывают в CERN.