„Valamennyi megfigyelésünk teljes szimmetriát talál az anyag és az antianyag között, tehát univerzumunknak nem kellett volna léteznie” - mondja Christian Smorra a BASE együttműködéséről a CERN kutatóközpontjában. „Valahol aszimmetriának kell lennie, de csak nem értjük pontosan hol. Mi szakítja meg a szimmetriát, mi a forrása?"
A keresés folytatódik. Eddig nem találtak különbséget a protonok és az antiprotonok között, és ez magyarázhatja az anyag létezését univerzumunkban. A CERN Kutatóközpont BASE-jével együttműködve azonban a fizikusok példátlan pontossággal meg tudták mérni az antiprotonok mágneses erejét. Ezek az adatok azonban nem adtak információt arról, hogy az anyag hogyan alakult ki a korai világegyetemben, mivel a részecskéknek és a részecskéknek teljesen el kellett volna pusztítaniuk egymást.
A legújabb BASE mérések megmutatták a protonok és az antiprotonok teljes azonosságát, ismét megerősítve a részecskefizika standard modelljét. A tudósok a világ minden tájáról különféle módszereket alkalmaznak, hogy legalább valamilyen nagyságrendű különbséget találjanak. Az univerzumban az anyag-antianyag-egyensúlyhiány a modern fizika egyik legforróbb vitájának témája.
A CERN-nél működő multinacionális BASE együttműködés a világ minden tájáról egyetemek és intézmények tudósát hozza össze. Nagyon pontosan összehasonlítják a protonok és az antiprotonok mágneses tulajdonságait. A mágneses momentum a részecskék fontos alkotóeleme, és durván ábrázolható, mint egy miniatűr rúdmágnes ekvivalense. Az úgynevezett g-faktor a mágneses mező erősségét méri.
„A nagy kérdés az, hogy az antiproton ugyanolyan mágneses-e, mint a proton” - magyarázza Stephan Ulmer, a BASE csoport szóvivője. "Itt egy rejtvény, amelyet meg kell oldani."
A BASE együttműködés 2017 januárjában mutatta be az antiproton g-faktor nagy pontosságú méréseit, ám a jelenlegi mérések sokkal pontosabbak. A jelenlegi nagy pontosságú mérés kilenc számjeggyel meghatározta a g-tényezőt. Ez megegyezik a föld kerületének legközelebbi négy centiméterre történő mérésével. A 2.7928473441 (42) érték 350-szer pontosabb, mint a januárban közzétett eredmények.
"A pontosság ilyen lenyűgöző növekedését egy ilyen rövid idő alatt teljesen új technikák teszik lehetővé" - mondja Ulmer. A tudósok először két antiprotont vettek fel és két Penning-csapda segítségével elemezték őket.
Az antiprotonokat mesterségesen hozzák létre a CERN-en, és a tudósok egy kísérletbe csapdába helyezve tárolják őket. A jelen kísérlet antiprotoneit 2015-ben különítették el, és 2016. augusztusától decemberig mérték. Valójában ez a minden idők leghosszabb antianyag-visszatartási ideje. Az antiprotonok 405 napot töltöttek vákuumban, amelyben tízszer kevesebb részecske volt, mint a csillagközi térben. Összesen 16 antiprotont használtunk, majd az abszolút nullára hűtöttük.
Promóciós videó:
Az antiproton mért g-faktorát összehasonlítottuk a proton g-faktorával, amelyet 2014-ben hihetetlen pontossággal mértünk. Végül nem találtunk különbséget. Ez megerősíti a CPT szimmetriáját, miszerint az univerzum alapvető szimmetriát mutat a részecskék és az antirészecskék között.
Most a BASE tudósoknak módszereket kell kidolgozniuk és végrehajtaniuk a proton és az antiproton tulajdonságainak még pontosabb mérésére, hogy mindenki számára érdekes kérdést megválaszolják.