西北大学的物理学家囚禁了单个正电子——电子的反物质对应物——并保持数月，同时逐次读取其量子态。
这项于10月21日发表在《物理评论快报》上的研究描述了首个"单正电子量子回旋加速器"。物理学教授杰拉尔德·加布里埃尔斯领导了该团队；其实验室的博士生托马斯·迈尔斯为第一作者。
反物质为何难以保存
正电子一遇到普通物质就会消失。要研究它，必须将其减速、捕获，并使其远离一切表面。团队收集放射性衰变产生的正电子，将其减速，并将单个粒子装入彭宁阱：一个密封真空罐内的一组电场和磁场。
装载需要八到十一个小时。一旦被捕获，该粒子可停留数月，这正是能够进行重复测量的原因。
冷到足以观察量子跃迁
稀释制冷机将阱冷却至约300毫开尔文，即比绝对零度高不到一度。在该温度下，正电子的圆周运动稳定在最低量子能级，因此每次向上或向下的跃迁都可用微波驱动，并作为微小的频率变化被检测到。
该团队花了约20年时间才用单个电子完善这一技术。用反物质来做则增加了一个问题：真空必须足够好，使粒子永远不会碰到游离原子，且阱必须在数月内无需调整而保持稳定。
尚待进行的测量
电子的磁矩已被测量到约万亿分之一的精度，是物理学中最精确的数字之一。加布里埃尔斯现在计划对正电子进行同样的测量，然后进行正面对比。
这种比较检验CPT对称性，即当电荷、宇称和时间反转时，物质和反物质应表现相同的规则。如果两个磁矩不同，这一差异将指向标准模型之外的物理学，并可能有助于解释为何宇宙由物质构成而几乎不剩反物质。
团队尚未发现这种差异。目前的结果是控制：一个反粒子，被保持得足够静止以供观察，以及一个此前不存在的测量平台。