Natuurkundigen bij CERN hebben de eerste antimaterie qubit gecreëerd, een belangrijke stap in quantumonderzoek. Door een antiproton te vangen en de spinoscillaties te meten, is een nieuw tijdperk in quantumonderzoek ingeluid. De prestatie, gepubliceerd in Nature, markeert de eerste demonstratie van een antimaterie qubit.
Het experiment maakt gebruik van elektromagnetische vallen om een antiproton te isoleren en te controleren, waardoor wetenschappers de spin te laten oscilleren en een qubit te creëren die in een superpositie van toestanden kan bestaan. Deze controle over antimaterie biedt mogelijkheden om de verschillen tussen materie en antimaterie te onderzoeken.
De BASE-samenwerking bij CERN heeft een antiproton bijna een minuut lang tussen twee verschillende quantumtoestanden laten oscilleren. Het experiment bestudeert antiprotonen die geproduceerd worden in de antimateriefabriek van CERN. Met behulp van elektromagnetische Penning-vallen worden de antiprotonen opgeslagen en één voor één naar een tweede multi-vallen systeem geleid om hun spin te meten en te veranderen.
De mogelijkheid om de eigenschappen van protonen en antiprotonen te vergelijken, kan licht werpen op de fundamentele asymmetrie in het heelal. De magnitudes van de magnetische momenten van het proton en antiproton zijn identiek bevonden. Een klein verschil zou de fundamentele symmetrie verbreken.
De antimaterie qubit zal gebruikt worden om de verschillen tussen materie en antimaterie te testen. De spin coherentie tijd is ongeveer 50 seconden. Dit opent de mogelijkheid om coherentie spectroscopie methoden toe te passen op systemen van materie en antimaterie. Toekomstige experimenten hopen de precisie van antiproton moment metingen te verbeteren.
Een grotere sprong in de precisie van antiprotonmetingen wordt verwacht met BASE-STEP, ontworpen om opgesloten antiprotonen te transporteren naar magnetische omgevingen die rustiger zijn dan de antimateriefabriek.