Gli scienziati del CERN hanno compiuto un passo avanti nella ricerca sull'antimateria, aprendo nuove prospettive sulla comprensione dell'universo. La collaborazione BASE ha annunciato sulla rivista Nature la realizzazione del primo qubit di antimateria.
Questo risultato è stato ottenuto intrappolando un antiprotrone in due stati quantistici per quasi un minuto. Tale risultato permette di effettuare confronti più precisi tra materia e antimateria, potenzialmente mettendo in discussione il Modello Standard della fisica delle particelle.
Un'ulteriore innovazione è stata lo sviluppo di un nuovo dispositivo che ha permesso di raffreddare rapidamente gli antiprotoni, riducendo il tempo di raffreddamento da 15 ore a soli 8 minuti. Questa innovazione tecnologica offre una precisione senza precedenti nella misurazione delle proprietà degli antiprotoni.
L'esperimento BASE-STEP è stato progettato per trasportare le antiparticelle in ambienti con meno interferenze magnetiche. Il dispositivo BASE-STEP è un sistema compatto e trasportabile che pesa meno di 1.000 chilogrammi.
Questi progressi potrebbero rivoluzionare la nostra comprensione dell'asimmetria materia-antimateria nell'universo. L'antimateria, pur non avendo applicazioni immediate al di fuori della fisica fondamentale, rappresenta un notevole passo avanti nello studio e nella manipolazione di questa forma di energia.
Secondo Stefan Ulmer, portavoce di BASE, questo rappresenta il primo qubit di antimateria e apre la prospettiva di applicare l'intero set di metodi di spettroscopia coerente a singoli sistemi di materia e antimateria in esperimenti di precisione.
L'esperimento ha studiato antiprotoni prodotti nell'Antimatter Factory del CERN, immagazzinandoli in trappole di Penning elettromagnetiche. Qualsiasi differenza nelle loro grandezze romperebbe la simmetria carica-parità-tempo e indicherebbe una nuova fisica oltre il Modello Standard della fisica delle particelle.
I ricercatori sono riusciti a mantenere l'antiprotrone in uno stato di oscillazione regolare tra due diversi stati quantici per circa 50 secondi. Utilizzando il metodo che utilizza la spettroscopia di transizione quantistica coerente, i fisici del progetto BASE sono riusciti a far commutare un antiprotrone tra due stati di spin.
I risultati ottenuti aprono la strada all'applicazione di metodi di spettroscopia coerente a sistemi di materia e antimateria singola in esperimenti di precisione. Ciò aiuterà BASE a misurare i momenti dell'antiprotone in esperimenti futuri con una precisione migliorata di 10-100 volte.