Yüklemesi on bir saat, gözlemi aylar
Northwestern Üniversitesi'ndeki fizikçiler, elektronun antimadde ikizi olan tek bir pozitronu bir tuzakta aylarca tuttu ve kuantum durumunu her seferinde tek bir sıçramayla kontrol etti. Ekip cihaza "tek pozitronlu kuantum siklotronu" adını veriyor. Sonuçları 21 Ekim'de Physical Review Letters'ta yayımlandı.
Parçacığı yerine oturtmak yavaş bir iş. Yükleme sekiz ila on bir saat sürüyor, çünkü tuzak bir kaynaktan pozitron yakalayıp onu sıradan maddeye değdirmeden soğutmak zorunda; değse bir gama ışını parlamasıyla yok olurdu. Yakalandıktan sonra, birleşik elektrik ve manyetik alanlarla asılı halde, neredeyse kusursuz bir vakumda yaklaşık 0,3 kelvinde duruyor.
Antimaddeyi tutmak neden zor
Kriyojenik bir Penning tuzağında pozitronun hareketi kuantize. Ekip en düşük siklotron ve spin durumlarını çözümledi ve enerji seviyelerini yükseltip spini çevirmek için mikrodalgalar kullanarak küçük frekans kaymalarını izledi. Gerald Gabrielse'nin laboratuvarındaki doktora öğrencisi Thomas Myers makalenin ilk yazarı. Gabrielse'nin grubu aynı yaklaşımı tek bir elektronla kullanarak elektronun manyetik momentini yaklaşık 10 trilyonda bir hassasiyetle ölçmüştü; bu, bir parçacık üzerinde yapılmış en kesin ölçümlerden biri.
Henüz yapılmayan ölçüm
Asıl mesele bu karşılaştırma. Standart Model, bir parçacık ile antimadde ikizinin manyetik momentlerinin büyüklük olarak eşit ve işaret olarak zıt olması gerektiğini öngörüyor. Ölçülebilir herhangi bir fark, CPT adı verilen bir simetriyi kırar ve evrenin neden bu kadar az antimadde içerdiğini açıklamaya yardımcı olabilir. Yeni tuzak testi mümkün kılıyor ama henüz gerçekleştirmedi. Bağımsız fizikçiler platformu tamamlanmış bir sonuçtan çok güçlü bir sonda olarak nitelendiriyor.
Sonraki adım, elektron ölçümünü pozitronla tekrarlamak ve iki sayıyı yan yana koymak; öyle bir hassasiyetle ki ya standart tabloyu doğrulasın ya da onda bir çatlak açsın.