Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Northwestern κατάφεραν για πρώτη φορά να φέρουν ένα μεμονωμένο ποζιτρόνιο -το αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου- σε μια εξαιρετικά ελεγχόμενη κβαντική κατάσταση.
Αφού συνέλαβαν το ταχύτατο σωματίδιο από ραδιενεργό διάσπαση, οι επιστήμονες το ψύχραναν σχεδόν στο απόλυτο μηδέν και το ανέστειλαν μέσα σε ένα σχεδόν τέλειο κενό, αποτρέποντάς το να έρθει σε επαφή με συνηθισμένη ύλη, κάτι που θα προκαλούσε την εξαφάνισή του.
Δημιούργησαν έτσι έναν κβαντικό κυκλοτρόνιο ενός ποζιτρονίου, όπου το σωματίδιο συμπεριφέρεται σαν τεχνητό άτομο με ενεργειακά επίπεδα που μπορούν να ελεγχθούν με ακρίβεια.
Η αναζήτηση ρωγμών στο Καθιερωμένο Πρότυπο
Η εξέλιξη αυτή θα μπορούσε να επιτρέψει την ακριβέστερη δοκιμή της θεμελιώδους συμμετρίας μεταξύ ηλεκτρονίων και αντιηλεκτρονίων.
Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής, τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια θα έπρεπε να είναι σχεδόν τέλειες κατοπτρικές εικόνες το ένα του άλλου.
Μετρώντας τις μαγνητικές ιδιότητες του ποζιτρονίου με πρωτοφανή ακρίβεια και συγκρίνοντάς τες με εκείνες του ηλεκτρονίου, οι φυσικοί μπορούν να δοκιμάσουν αυτή τη συμμετρία στα άκρα. Όπως τόνισε ο επικεφαλής της έρευνας Gerald Gabrielse, «η μεγάλη μυστηριώδης πλευρά του σύμπαντος είναι ότι η Μεγάλη Έκρηξη θα έπρεπε να είχε δημιουργήσει ίσιες ποσότητες ύλης και αντιύλης».
Το δοχείο χωρίς τοιχώματα και οι μελλοντικές προοπτικές
Για να χειριστούν το ευαίσθητο σωματίδιο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων, επιτρέποντας στο ποζιτρόνιο να παραμείνει παγιδευμένο για μήνες χωρίς να αγγίζει τίποτα.
Η ομάδα απέδειξε επίσης ότι μπορεί να χειριστεί με ακρίβεια τις κβαντικές καταστάσεις του σωματιδίου με τη χρήση μικροκυμάτων. Η ακριβής μέτρηση των μαγνητικών ιδιοτήτων θα φέρει νέα δεδομένα στη φυσική, ανοίγοντας τον δρόμο για τη βαθύτερη κατανόηση της ασυμμετρίας ύλης και αντιύλης στο σύμπαν.
