Позитрон в квантовой ловушке поможет понять, почему во Вселенной материи больше, чем антиматерии

Физики из Северо-Западного университета поместили позитрон — античастицу электрона — в контролируемое квантовое состояние

Для этого они поймали позитрон, возникающий при радиоактивном распаде ядер натрия-22, и охладили его почти до абсолютного нуля — примерно до 0,3 градуса выше него. Затем частицу поместили в почти идеальный вакуум в специальной ловушке, где она не соприкасается с обычной материей — иначе произошла бы аннигиляция, то есть взаимное уничтожение частиц.

Для удержания позитрона использовали комбинацию электрических и магнитных полей: частица зависла в пустом пространстве и оставалась в ловушке несколько месяцев. В таком состоянии позитрон ведёт себя как искусственный атом — у него есть квантовые энергетические уровни, которыми можно точно управлять и наблюдать за ними.

Цель эксперимента — предельно точно измерить магнитные свойства позитрона и сравнить их со свойствами электрона. Согласно Стандартной модели — общепринятой теории элементарных частиц и их взаимодействий, — эти частицы должны быть почти зеркальными отражениями друг друга. Если измерения не совпадут, это станет свидетельством неполноты Стандартной модели и поможет понять, почему во Вселенной преобладает обычная материя, а не антиматерия.

Ранее команда уже измерила магнитный момент электрона с точностью до одной десятитриллионной. Теперь исследователи планируют провести аналогичное измерение для позитрона и сопоставить результаты. По словам руководителя исследования Джеральда Габриэлса, если результаты для двух частиц разойдутся, это станет крупнейшим открытием в физике за последнее столетие.

Ранее по теме: Физики создали новое квантовое состояние — дробное море Ферми

Источник: Northwestern University