ZNANSTVENICI u CERN-u ostvarili su povijesni uspjeh: po prvi su put uspjeli izolirati i analizirati česticu antimaterije u neodređenom kvantnom stanju poznatom kao superpozicija, piše Science Alert.

Iako je kvantno ponašanje obične materije temeljito istraženo i već se koristi za razvoj kvantnih računala, ovaj proboj s antimaterijom ima daleko dublje značenje. Ne radi se samo o novoj tehnologiji; ovo bi otkriće moglo pomoći fizičarima da konačno odgovore na jedno od najtemeljnijih pitanja – zašto naš svemir uopće postoji.

U potrazi za tajnom postojanja

Prema postojećim modelima, Veliki prasak trebao je stvoriti jednake količine materije i antimaterije. Budući da se međusobno poništavaju pri kontaktu, to bi značilo da je svemir trebao nestati u bljesku energije nedugo nakon svog nastanka.

No, mi smo ovdje, što znači da mora postojati neka ključna razlika, neka asimetrija između materije i antimaterije koju još nismo otkrili. Razni eksperimenti, poput onog u CERN-ovom postrojenju BASE, pokušavaju pronaći tu suptilnu razliku uspoređujući ponašanje protona i antiprotona.

Stvoren prvi 'antikubit'

Kako bi to postigli, tim znanstvenika je 'uhvatio' antiproton, antimaterijskog blizanca protona, pomoću sustava elektromagnetskih zamki. Ključni izazov bio je izolirati ga od bilo kakvih vanjskih utjecaja koji bi mogli poremetiti njegovo iznimno osjetljivo kvantno stanje. Držeći ga u superpoziciji, stanju u kojem svojstvo poznato kao spin istovremeno ima više vrijednosti, uspjeli su ga promatrati rekordnih 50 sekundi.

"Ovo predstavlja prvi antimaterijski kvantni bit", kaže Stefan Ulmer, fizičar iz CERN-ove BASE kolaboracije. "Najvažnije, pomoći će BASE-u da u budućim eksperimentima provede mjerenja momenta antiprotona s 10 do 100 puta poboljšanom preciznošću."

Dosadašnja mjerenja magnetskog momenta antiprotona bila su nevjerojatno precizna, no i dalje nisu pokazala nikakvo odstupanje u odnosu na običan proton. Novi pristup mogao bi to promijeniti.

Budućnost istraživanja antimaterije

Jedan od najvećih izazova je rukovanje antimaterijom, koja nestaje čim dotakne običnu materiju. Zbog toga CERN razvija BASE-STEP, novi sustav za transport antimaterije. On bi omogućio premještanje ove egzotične tvari u posebne, ultra-tihe laboratorije, gdje bi se eksperimenti mogli provoditi s još većom preciznošću.

"Kada bude potpuno operativan, naš novi offline precizni sustav Penningove zamke, koji će biti opskrbljen antiprotonima transportiranim putem BASE-STEP-a, mogao bi nam omogućiti postizanje vremena koherencije spina možda čak deset puta dulje nego u trenutnim eksperimentima, što će biti prekretnica za istraživanje barionske antimaterije", pojašnjava CERN-ova fizičarka Barbara Latacz. U tim ultra-tihim eksperimentima znanstvenici se nadaju da će konačno čuti odgovore na jedno od najdubljih pitanja fizike.